JP4357765B2

JP4357765B2 - ガスタービンプラントの吸気装置

Info

Publication number: JP4357765B2
Application number: JP2001138780A
Authority: JP
Inventors: 秀明田代; 昭博坂本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP2002332868A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービンプラントの吸気室に設けた吸気フィルタの支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は現在採用されているガスタービン吸気室の概略図である。図８において、１はガスタービンプラントであり、２はこのガスタービンプラント１の吸気取入れ口に設置した吸気室であり、大気中に含まれる粉塵や雨水を取り除いて清浄な空気をガスタービン圧縮機６に供給するように構成されている。
【０００３】
この吸気室２は、入口に設置したウェザールーバ３によって、大気中に含まれる雨水、昆虫、鳥等を取り除き、除去しきれなかった塵埃等を、内部に設置した吸気フィルタ４により取り除き、浄化した空気を吸気ダクト５を通して前記ガスタービン圧縮機６に導くように構成されている。
【０００４】
前記吸気フィルタ４は、正方形のパネル状吸気フィルタ（以下、単位フィルタという）４−１を支持枠４−２に取付けたのち、これを縦に３段ないし５段程度積み重ね、更に横に数列並置したうえで、これらを隙間なく結合して構成したものである。
【０００５】
図９は単位フィルタ４−１と前記支持枠４−２との取付け状況を示す斜視図である。前記単位フィルタ４−１は、紙あるいはそれ以外の適当な材質のろ材を波形に繰り返し折り曲げて形成したフィルタエレメント４−１ａと、このフィルタエレメント４−１ａと１体化されたフィルタ枠４−１ｂとから構成されている。
更に、このフィルタ枠４−１ｂは数箇所をフック式ファスナー等の適宜なファスナー４−３によって前記支持枠４−２に固定されている。
【０００６】
なお、図示していないが実際には単位フィルタ４−１と支持枠４−２との接合面にガスケットを設けて、吸気フィルタ４の上流側と下流側との間の空気の逃げ道を塞ぎ、下流側へ粉塵の通過を阻止するように構成されている。
【０００７】
前記吸気フィルタ４の圧力損失は、大気中の粉塵を捕集することによってタービンの運転中徐じょに増加してゆくので、予め定めた圧力損失に到達すると、新しいフィルタに交換しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来では単位フィルタ４−１を支持枠４−２に取付ける場合、数個のファスナー４−３を用いており、しかも単位フィルタ４−１の数も多いため、その取付、取外しおよび搬出入作業には多くの作業員と時間が必要であった。
【０００９】
単位フィルタ４−１の寿命は、その圧力損失を計測することにより、ある程度把握できるため、交換時期を計画することはできるが、実際の交換作業日は電力供給に支障を来さない電力需要の比較的少ない時期（例えば、週末停止の2日間）が選ばれている。したがって、単位フィルタ４−１の交換作業はこの２日程度の短いプラント停止期間内で行わなければならず、作業効率の改善や安全性の確保が課題となる。
【００１０】
また、前述のフック状のファスナーやバネ式の伸縮ファスナー４−３は、薄板状や針金状の金属で構成されているため、長期間の使用により腐食し、単位フィルタ３−１交換作業の際に折損したり、ガスタービンプラント運転中に振動等で折損することがある。
【００１１】
この折損した破片を取り除かないと、この破片がガスタービン圧縮機に入り動翼、静翼を損傷させ、プラント全体に致命的なダメージを与える危険性がある。
また更に、ファスナーによる吸気フィルタの交換作業には、吸気フィルタを取付ける場所で交換作業を行なわなければならず、この交換のための作業スペースが必要となり、吸気室をコンパクトに設計できず、初期の建設コストが削減できないといった欠点があった。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は、上記従来の技術の欠点に鑑み、吸気フィルタの取付け、取外し作業の効率を高め、かつ交換のための広い作業スペースを必要としないガスタービンプラントの吸気室を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載のガスタービンプラントの吸気装置に係る発明は、パネル状吸気フィルタを複数個平面的に並置しかつフィルタ支持枠により吸気室内に固定するようにしたガスタービンプラントの吸気装置において、前記各パネル状吸気フィルタの上縁および下縁と嵌合し、各パネル状吸気フィルタを横方向に摺動可能に支持する複数個の水平支持部材と、これらの水平支持部材を固定する外枠部材とから前記フィルタ支持枠を構成し、かつ、前記水平支持部材の前記各パネル状吸気フィルタと嵌合する部分に摩擦力低減手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、パネル状の吸気フィルタは溝型形状の水平支持部材により横方向に移動可能に支持されるので、吸気フィルタの支持構造が簡略化され、取付、取外し作業時間の短縮や支持部品の信頼性向上が可能となる。
【００１６】
また、この発明によれば、溝型形状の支持材とパネル状吸気フィルタとの接触部の摩擦力を低減することによってパネル状吸気フィルタの移動をよりスムーズに行うことができ、パネル状吸気フィルタの取付、取外しのための作業時間が短縮できる。
【００１７】
また、請求項２に記載のガスタービンプラントの吸気装置に係る発明は、前記フィルタ支持枠の吸気流れ方向の下流側に、格子状のシール部材支持枠を取付け、このシール部材支持枠と前記パネル状吸気フィルタとの間にシールパッキンを介挿したことを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、ガスタービン運転時には吸気流れによる吸気フィルタの圧力損失により生じる力で格子状のシール面と吸気フィルタパネルとが密着するので吸気フィルタの気密性が得られる。
【００１９】
また、請求項３に記載のガスタービンプラントの吸気装置に係る発明は、前記シールパッキンを伸縮性チューブで構成し、このチューブ内に流体を充填、排出する系統を接続し、前記フィルタ支持枠にパネル状吸気フィルタを装着した時に前記伸縮性チューブに流体を充填し、前記パネル状吸気フィルタと前記フィルタ支持枠との気密性を確保するようにしたものである。
【００２０】
この発明によれば、伸縮性チューブ内に流体を充填することにより、格子状のシール部材と吸気フィルタが密着し吸気フィルタの気密性が得られ、より安定した保持固定が可能となる。
【００２３】
また、請求項４に記載のガスタービンプラントの吸気装置に係る発明は、パネル状吸気フィルタを複数個平面的に並置しかつフィルタ支持枠により吸気室内に固定するようにしたガスタービンプラントの吸気装置において、前記各パネル状吸気フィルタの両側縁と嵌合し、各パネル状吸気フィルタを縦方向に摺動可能に支持する複数個の垂直支持部材と、これらの垂直支持部材を固定する外枠部材とから前記フィルタ支持枠を構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
この発明によれば、パネル状の吸気フィルタには自重が作用するので、吸気フィルタを所定位置に設置する場合および交換する場合、連続的に取付、取外しできるので、取付、取外し作業時間の短縮が可能となる。
【００２７】
また、請求項５に記載のガスタービンプラントの吸気装置に係る発明は、前記フィルタ支持枠に設けた前記パネル状吸気フィルタ挿脱用の出し入れ口に摩擦力低減手段を設けるとともに、この摩擦力低減手段の側部にガイドレールを設置したことを特徴とするものである。
この発明によれば、摩擦力低減手段により、吸気フィルタのフィルタ支持枠への搬出入作業を迅速、安全にすることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の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は本発明の第１の実施の形態の主要部の構成図である。なお、図８および図９と対応する部分には同一符号を付けて説明する。
図１（Ａ）において、１０は単位フィルタ４−１を固定するための支持枠であり、次の２つの部材から構成されている。すなわち、切断面がＬ字状の部材を溶接等により口状に１体化した外枠部材１０−１と、この外枠部材１０−１の内側に溶接等で固定され、切断面がコ字状に形成され案内溝ｄを有する複数個の水平支持部材１０−２とから構成されている。
【００２９】
この水平支持部材１０−２については、図１（Ｂ）で詳細を示すように、外枠部材１０−１の天地部に１０−２ａ、１０−２ｈが固定されるとともに、それ以外の部分については、１０−２ｂと１０−２ｃ、１０−２ｄと１０−２ｅ、１０−２ｆと１０−２ｇのように、背面同士すなわち前記案内溝ｄが外側に向くように相互に溶接等で固定されている。
【００３０】
この結果、前記単位フィルタ４−１の上縁部および下縁部は、水平支持部材１０−２ａの溝ｄと１０−２ｂの溝ｄ、…１０−２ｇの溝ｄと１０−２ｈの溝ｄに嵌合支持され、結局、前記単位フィルタ４−１は水平支持部材１０−２の溝ｄ内を横方向に摺動可能に支持される。
【００３１】
なお、前記各水平支持部材１０−２の任意の個所、例えば図示左端の個所には、図１（Ａ）で示すように縁の一部分を切り欠いて前記単位フィルタ４−１の上縁および下縁が案内溝ｄに出し入れするための出し入れ口１０−３を設けている。前記単位フィルタ４−１は図１（Ａ）の矢印１１のように、この出し入れ口１０−３から１個づつ案内溝ｄに挿入され、順次所定個数分図示右端に向けて移動され所定の位置に固定される。なお、各段において、最後に挿入された単位フィルタ４−１が脱落しないように、前記出し入れ口１０−３は押え枠１０−４で塞がれるように構成されている。
【００３２】
なお、図１（Ｂ）には示していないが、単位フィルタ４−１と水平支持部材１０−２との隙間から粉塵等が通り抜けるのを確実に防止するために、必要に応じて溝に適当なガスケットを設けるようにしても良い。
【００３３】
以上述べたように、本実施形態によれば、従来のように、単位フィルタを１個１個ファスナーで固定するのに比べ、水平支持部材で複数個の単位フィルタを支持するようにしたので、支持構造が簡略化され、取付、取外し作業時間の短縮や支持部品の信頼性向上が可能となる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態の構成図であり、図２（Ａ）は斜視図、図２（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。なお、すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
【００３５】
前記第１の実施形態と本実施形態との主な相違点は、単位フィルタ４−１の上縁、下縁と前記水平支持部材１０−２の溝ｄ内で接触する部分に、摩擦力低減手段として転動体（ローラ）１２あるいは丸棒１３を設置した構成としたものである。
【００３６】
この実施形態によれば、水平支持部材１０−２と単位フィルタ４−１との接触部の摩擦力を低減することができるので、その分、単位フィルタ４−１をよりスムーズに移動することができ、取付、取外しのための作業時間を短縮することができる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態の構成図であり、図３（Ａ）は斜視図、図３（Ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。本実施形態についても、すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
【００３８】
前記第１の実施形態と本実施形態との主な相違点は、吸気流れ方向１４の下流側に単位フィルタ４−１の平面寸法と等しい格子状のシール部材支持枠１５を設置し、更にこのシール部材支持枠１５の前記単位フィルタ４−１と接触する面にシート状のシールパッキン１６を取付けるように構成したものである。
【００３９】
このような構成によれば、ガスタービン運転時の単位フィルタ４−１の圧力損失により生じる押圧力１７で単位フィルタ４−１と格子状のシール部材支持枠１５とが密着するので、単位フィルタ４−１の気密性が得られ、従来のファスナー部品を使用することなく、より安定した保持固定が可能となる。
【００４０】
（第４の実施の形態）
図４は本発明の第４の実施の形態の構成図であり、図４（Ａ）は斜視図、図４（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。前述同様、すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
【００４１】
前記第３の実施形態と本実施形態との主な相違点は、シール部材支持枠１５と単位フィルタ４−１とが接触する部分に前記シート状のシールパッキン１６を設ける代わりに、シール部材支持枠１５に伸縮性チューブ１６´を設け、このチューブ１６´内に圧縮性あるいは非圧縮性の流体を充填および排出する系統１８を設けるようにしたものである。
【００４２】
このように、単位フィルタ４−１の装着後に、伸縮チューブ１６´内に流体を充填することにより、格子状のシール部材支持枠１５と単位フィルタ４−１とが良好に密着するので、各単位フィルタ４−１の気密性が得られ、従来のファスナー部品を使用することなく、より安定した保持固定が可能となる。
【００４３】
（第５の実施の形態）（請求項５対応）
図５は本発明の第５の実施の形態の構成図であり、図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）はＥ−Ｅ断面図である。すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
【００４４】
本実施形態は、ガスタービン吸気流れ方向１４に対して単位フィルタを複数列（本例では２列）４−１、４−１´配置し、多列構成の吸気フィルタ配列としたものである。
【００４５】
これにより、多列構成を必要とする吸気室２において、各々の列の吸気フィルタ４−1、４−1´を出し入れ口１０−３より連続的に移動、挿入、排出できる構造とすることが可能となり、吸気フィルタの支持構造を簡略化することができ、取付、取外し作業時間の短縮や支持部品の信頼性向上が可能となるとともに、吸気室内での単位フィルタの交換作業スペースを削減でき、吸気室のコンパクト化を可能にすることができる。
【００４６】
（第６の実施の形態）
図６は本発明の第６の実施の形態の構成図であり、すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
本実施形態は、前記前記水平支持部材１０−２に対して、単位フィルタ４−１の出し入れ口１０−3部に搬出入用のローラーコンベア１９、及びこのローラーコンベア１９の側部にガイドレール２０を設置するようにしたものである。
【００４７】
この構成を採用することにより、比較的重い単位フィルタ４−１を水平支持部材１０−２の溝ｄへ組込む作業、あるいは水平支持部材１０−２の溝ｄから搬出する作業を迅速かつ安全に行うことが可能となる。
【００４８】
（第７の実施の形態）
図７は本発明の第７の実施の形態の構成図であり、すでに説明した要素には同一符号を付けて説明を省略する。
本実施形態は、単位フィルタ４−１を支持する支持枠４−２として、水平支持部材１０−２の代わりに垂直方向の支持部材１０−５を設けるようにし、これに合わせて単位フィルタ４−１を垂直支持部材１０−５の上部に設けた挿入口１０−６から挿入し、下部に設けた取出し口１０−７から取り出すような構成としたものである。
【００４９】
このような構成を採用することにより、単位フィルタ４−１を交換する場合には上部の挿入口１０−６、下部の取出し口１０−７より単位フィルタ４−１に作用する重力により連続的に挿入、排出することが可能となり、単位フィルタ４−１の支持構造が簡略化され、取付、取外し作業時間の短縮や支持部品の信頼性向上が可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ガスタービン吸気室内に設置する単位フィルタの支持構造を従来のファスナーによる１個づつ固定する方法から、溝型形状の連続的な水平または垂直支持部材により１段毎または１列毎に固定する方法に代えたので、単位フィルタを複数個同時に保持することができ、短時間で連続的に移動および交換することができる。
【００５１】
この結果、作業効率の向上や支持部品の信頼性向上が可能となるとともに、吸気フィルタ室内のフィルタ交換作業スペースを削減でき、コンパクトな吸気フィルタ室を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図であり、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）はＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図であり、（Ａ）は部分斜視図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図であり、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）はＣ−Ｃ断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図であり、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）はＤ−Ｄ断面図。
【図５】本発明の第５の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図であり、（Ａ）は全体斜視図、（Ｂ）はＥ−Ｅ断面図。
【図６】本発明の第６の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の一部を示す構成図。
【図７】本発明の第７の実施の形態で用いるフィルタ支持枠の構成図。
【図８】ガスタービン吸気室の構成図。
【図９】従来の吸気フィルタ支持枠の構成図。
【符号の説明】
１…ガスタービンプラント、２…吸気室、３…ウェザールーバ、４…吸気フィルタ、４−１…パネル状吸気フィルタ、５…吸気ダクト、６…ガスタービン圧縮機、１３…丸棒、１０…フィルタ支持枠、１０−１…外枠部材、１０−２…水平支持部材、１０−３…出し入れ口、１０−４押さえカバー、１０−５…垂直支持部材、１０−６…挿入口、１０−７…取出し口、１２…転動体、１３…丸棒、１５…シール部材支持枠、１６…シールパッキン。

Claims

パネル状吸気フィルタを複数個平面的に並置しかつフィルタ支持枠により吸気室内に固定するようにしたガスタービンプラントの吸気装置において、
前記各パネル状吸気フィルタの上縁および下縁と嵌合し、各パネル状吸気フィルタを横方向に摺動可能に支持する複数個の水平支持部材と、これらの水平支持部材を固定する外枠部材とから前記フィルタ支持枠を構成し、かつ、前記水平支持部材の前記各パネル状吸気フィルタと嵌合する部分に摩擦力低減手段を設けたことを特徴とするガスタービンプラントの吸気装置。
パネル状吸気フィルタを複数個平面的に並置しかつフィルタ支持枠により吸気室内に固定するようにしたガスタービンプラントの吸気装置において、
前記各パネル状吸気フィルタの上縁および下縁と嵌合し、各パネル状吸気フィルタを横方向に摺動可能に支持する複数個の水平支持部材と、これらの水平支持部材を固定する外枠部材とから前記フィルタ支持枠を構成し、かつ、前記フィルタ支持枠の吸気流れ方向の下流側に、前記パネル状吸気フィルタの平面寸法と等しい格子状のシール部材支持枠を取付け、このシール部材支持枠と前記パネル状吸気フィルタとの間にシールパッキンを介挿したことを特徴とするガスタービンプラントの吸気装置。
前記シールパッキンを伸縮性チューブで構成し、このチューブ内に流体を充填、排出する系統を接続し、前記フィルタ支持枠に前記パネル状吸気フィルタを装着した時に前記伸縮性チューブに流体を充填し、前記パネル状吸気フィルタと前記フィルタ支持枠との気密性を確保するようにしたことを特徴とする請求項２記載のガスタービンプラントの吸気装置。
パネル状吸気フィルタを複数個平面的に並置しかつフィルタ支持枠により吸気室内に固定するようにしたガスタービンプラントの吸気装置において、
前記各パネル状吸気フィルタの両側縁と嵌合し、各パネル状吸気フィルタを縦方向に摺動可能に支持する複数個の垂直支持部材と、これらの垂直支持部材を固定する外枠部材とから前記フィルタ支持枠を構成したことを特徴とするガスタービンプラントの吸気装置。
前記フィルタ支持枠に、前記パネル状吸気フィルタを挿脱するための出し入れ口を設け、当該パネル状吸気フィルタ挿脱用の出し入れ口に、摩擦力低減手段を設けるとともに、この摩擦力低減手段の側部にガイドレールを設置したことを特徴とする請求項４記載のガスタービンプラントの吸気装置。