JP7236401B2 - ガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具および取出し移送方法。 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼器を保守点検するためガスタービン本体から取り出し載置台へ移送する天井クレーンに付設される吊治具に関するものである。

火力発電所では圧縮機と燃焼器で高温・高圧力のガスを生成し、タービンを駆動して回転動力を得るガスタービンが多く使用されている。
燃焼器は、２つの部品例えば、ヘッドエンド（重量約６００ｋｇ）とユニボディ（重量約４００ｋｇ）から構成され、ガスタービン本体前方の軸心回りに所定の傾斜角で複数個（１０～２０個）配置されている。
燃焼器は、稼働中、高温高圧にさらされるので、耐久性に難があり、その性能を維持するため、一定時間稼働毎にガスタービン本体から取り出して点検し、補修または部品の取替が行われている。

燃焼器を取り出す場合は、燃焼器のフランジ面に係止部材を取り付け、燃焼器の軸線方向へ引き出す必要があるが、各燃焼器がガスタービンの軸線に対して先細りの放射状に取り付けられているため、各燃焼器ごとにフランジ面の角度と引き出す方向が異なる。
このため、燃焼器を簡便に引き出すための種々の手段が開発されており、燃焼器のフランジの上方に燃焼器を引き出す吊持フレームを設置したもの（特許文献１）や、天井クレーンに燃焼器の把持手段と角度調整手段を備え各燃焼器に対応できるようにしたもの（特許文献２）などがある。

特許文献１の取出し装置は、出願人が開発したもので、燃焼器のフランジに取り付けられる取付用ベースフランジと、該ベースフランジ側に回転自在に支持した回転盤と、該回転盤側に基端部を固定し、先端部を燃焼器の上方へ向かって張り出す吊持フレームを備えたもので、該吊持フレームに沿って吊り部材を前後移動させることにより燃焼器を引き出している。
また、特許文献２の燃焼器組立装置は、逆コ字状に形成された水平アームと垂直なアームとからなるクレーンアーム部に把持手段を搭載し、これに燃焼器の傾斜角に調節する調節部を設けている。

特開２０００－５３３７０公報 特開２０１５－２５４５０公報

特許文献１の措置においては、係止部材を燃焼器へ取り付けて、吊持フレームに沿って吊り部材を前後移動させることにより、簡便に燃焼器を取り出すことができる。しかしながら、この燃焼器取出装置は、燃焼器毎に取出し装置を取り出す燃焼器の上方へ設置する必要があり、この作業は足場を組み立てて行うこととなり、組立設置作業に多くの時間を必要とする。また、取出した燃焼器を載置台へは台車やクレーンを用意して移送しなければならない。

これに対して、特許文献２の燃焼器組立装置では、それぞれの燃焼器に対して、角度や位置が調整できるので、燃焼器ごとに行う付帯作業は少ない。
しかしながら、把持部材を燃焼器のフランジ面に位置調整するため、第１～第３調節ユニットを備えているので装置が大型で重量も大きなものとなっており、この装置を使うには、燃焼器付近の構造物や配管などを取り外してスペースを確保する必要がある。また、この調節ユニットは手動ハンドルの操作で行うので、労力がかかり多くの時間を要する。なお、この調節ユニットで燃焼器を把持した状態で載置台へ天井クレーンで移送することは、吊荷のバランスが悪く無理があり、他の移送手段が必要となる。

一台のガスタービンにおいて、各燃焼器を取出して載置台へ移送し、点検および補修を行い、ガスタービンへ組み付けるには多くの作業者を必要とし、ガスタービンを長期間停止しなければならない。
特に、ガスタービンの周りは機材や配管が多数敷設されており、燃焼器を取出すに際しては、これらを取り除いて必要なスペースを確保しなければならない。
また、特許文献１または特許文献２の装置を使用すれば、燃焼器の取出しと組み付けは容易となるが、載置台への移送は他の移送手段によることとなり、移送手段への積替え作業および移送路の確保をしなければならず、作業が中断するといった問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、燃焼器周りの機材および配管の撤去や足場の組立などの付帯する工事を極力へらすとともに、簡素な装置でしかも短期間に燃焼器の取出しから載置台への移送まで、作業が中断することなく安全にできるガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具およびガスタービン燃焼器取出し移送方法を提供することを目的とする。

本発明のガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具は、上記の目的を達成するため次の手段を採った。すなわち、ガスタービンのケーシング外周部に複数個取り付けられた燃焼器を取り出して載置台へ移送するため天井クレーンに吊持される燃焼器用吊治具であって、四隅がチェーンブロックで天井クレーンのフックに吊持される矩形の水平枠と、該水平枠の長辺の一方の中央に固設された垂直な縦柱と、該縦柱の下端に固設された他方の長辺中央へ向いた水平な軸心を有する旋回ドライブと、該旋回ドライブに連結され該燃焼器のフランジ面と連結するための係止部材とからなり、該旋回ドライブは入力軸に携帯用電動モータを連結して回動させるウオーム減速機とその出力軸に取り付けられた取付材とからなり、該係止部材は中心部にスラスト軸受を備えて該取付材に回動可能に取り付けられるとともに該係止部材の回動をロックする手段を備えたことを特徴としている。

本発明のガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具（以下、本吊治具という）は、天井クレーンに吊持される水平枠に固設された縦柱の下端に、旋回ドライブを設け、これに燃焼器と連結する係止部材を設け、燃焼器をガスタービン本体から取出し、載置台への移送を連続して行うものである。
なお、この明細書において、前後左右の方向は、水平枠の短辺の延長方向へ縦柱が移動する方向を前後といい、長辺の延長方向へ移動する方向を左右というものとする。また、燃焼器は、上記のようにヘッドエンドとユニボディに分割されるが、本吊治具の係止部材はいずれとも連結できるように構成しているので、ヘッドエンドおよびユニボディに対しても特に区別せず、単に燃焼器というものとする。

水平枠の大きさは、特に限定しないが、吊荷の大きさ程度でよい。縦柱の長さは、天井クレーンの位置とガスタービンの高さによって適宜のものとすればよい。
旋回ドライブは、縦柱の下端に固設されたウオーム減速機とその出力軸に取り付けられた取付材とで構成されている。ウオーム減速機は携帯用電動機を連結して駆動させるもので、減速比は１/５０～１/１００のものでよい。
ウオーム減速機の入力軸に携帯用電動機を連結して作動させれば取付材が回動する。
そして、取付材には燃焼器のフランジ面と連結するための係止部材がスラスト軸受を介して、手動で回動可能に設けられ、また、回動を摩擦でロックする機能が備えられている。

ガスタービンの下側中央寄りに位置する２～３個の燃焼器は、圧縮機の影になり係止部材が届かないので、この燃焼器を取り外す場合は、請求項２に記載のように、縦柱と旋回ドライブの間に延長部材を取り付けて係止部材を前方へ位置させるとよい。なお、前方への移動は４０～５０ｃｍで十分である。

本吊治具を用いて燃焼器をガスタービン本体から取出し載置台へ移送する作業は、請求項３に記載のように、行なうとよい。すなわち、本吊治具の水平枠の四隅をチェンブロックを介して天井クレーンのフックで吊持して天井クレーンの前後左右への移動と縦柱の上下の移動で縦柱の下端をガスタービンの燃焼器の近傍へ移動させ、旋回ドライブを作動させて燃焼器のフランジ面に係止部材を対向させ、係止部材を回動可能にして取付穴の位置合わせを行い、ボルトで係止部材を燃焼器のフランジ面へ連結する第１工程と、天井クレーンを移動させて燃焼器をガスタービンのケーシングから抜き出して、該旋回ドライブと係止部材を回動させて燃焼器の吊り姿勢を変えて狭隘な場所を通り抜ける第２工程と、スペースのあるところで、旋回ドライブを作動させて燃焼器のフランジ面が上方へ向いたほぼ垂直な姿勢にして載置台へ移送する第３工程とからなることを特徴とする。

縦柱は垂直に保持されるようにチェンブロックを適宜に操作する。
旋回ドライブを作動させると燃焼器の姿勢が変化し、重心の位置が移動するので吊芯の位置も変わるが、水平枠は釣り合いがとられているので、吊荷が振られたり、縦柱が大きく傾くことは避けられる。
旋回ドライブを作動させる場合は、携帯用電動機をウオーム減速機の入力軸へ連結して、短時間作動させ、回動した状態を確かめながら、繰り返し作動させて吊荷の姿勢を変えるとよい。特に、第２工程における吊荷の姿勢を変えて狭隘な航路を通り抜ける作業では、吊荷が周囲のものに接触しないように注意をして行う必要がある。

上記のように、本発明の吊治具は、天井クレーンに吊持される水平枠に固設された縦柱の下端に旋回ドライブを介して燃焼器を取り付ける係止部材を備え、燃焼器をガスタービン本体から取出して載置台へ移送するもので、旋回ドライブは入力軸に携帯用電動モータを連結して回動させるウオーム減速機とその出力軸に取り付けられた取付材とからなり、該係止部材は、該取付材に取り付けられ中心部にスラスト軸受と回動ロック手段を備えたので、係止部材を縦柱の近くに設置でき、コンパクトなものとなり、燃焼器に係止部材を連結して取り出す作業に複雑な操作を必要としない。
また、ガスタービン近傍の機器や配管を取り外してスペースをつくる必要がなく、専用の燃焼器取出し装置の設置や足場の組立作業を必要とせず、取り出した燃焼器を吊持したまま載置台へ移送できるので、吊荷の積替えなどの作業で中断することなく保守点検期間を従来に比べ、大幅に短縮できる。

また、ガスタービンの平面視圧縮器に隠れる位置にある燃焼器については、請求項２に記載のように、縦柱と旋回ドライブの間に延長部材を取り付けて係止部材を前方へ位置させれば、該燃焼器を同様に取り出すことができる。

また、本吊治具を用いてガスタービンの燃焼器の取出して載置台へ移送する作業は、請求項３に記載のように、旋回ドライブと係止部材を回動させて燃焼器の吊り姿勢を変えて狭隘な航路を通り抜け（第２工程）、スペースのあるところで、燃焼器のフランジ面が上方を向いたほぼ垂直な姿勢として載置台上へ移動（第３工程）すれば、燃焼器を安定した状態で短時間に移送が行え、ガスタービン周りの機材や配管の取り外しが最小限（燃料配管の取り外しなど）でよく、工期を大幅に短縮できる。

本発明の本吊治具の実施の形態を示す全体斜視図である。 同、（ａ）は図１の正面図で、（ｂ）は側面図である。 同、図２（ａ）のＢ部詳細を示す図で、（ｂ）は側面図である。 同、（ａ）は載置台の正面図で、（ｂ）は側面図である。また、（ｃ）は燃焼器を垂直に載置した状態を示す側面図である。 同、本吊治具の使用状態を示す全体斜視図である。 同、（ａ）は本吊治具に延長部材を取り付けた正面図で、（ｂ）は斜視図である。

以下、本吊治具の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本吊治具の全体を示す斜視図であり、図２は、正面図および側面図である。 また、図３は、旋回ドライブおよび係止部材の詳細を示す図である。

本吊治具１０は、水平枠１１に固設された垂直な縦柱１２の下端に旋回ドライブ１４が設けられ、この出力軸に取付材が回動可能に設けられ、これに燃焼器１のフランジ面１ａと連結するための係止部材１６が設けられている。

水平枠１１は、長辺１１ａと短辺１１ｂとで構成され、四隅にはチェンブロック５を連結するための吊金具１１ｃが付設されている。なお、水平枠１１の大きさは、ここでは、１５００ｍｍ×８００ｍｍとしている。
縦柱１２は上端を水平枠１１の一方の長辺１１ａの中央に固設され、水平枠１１の四隅から縦柱１２へ斜めのステー１１ｄが固設されている。
縦柱１２は、ここでは、長さ５０００ｍｍとしており、下端には、座板１３が固設され、これに、旋回ドライブ１４が固設されている。

旋回ドライブ１４は、ウオーム減速機１４ａとその出力軸に連結された取付材１４ｂとからなり、ウオーム減速機１４ａは、ここでは、減速比が１/６０のものとしている。
これを作動させるときは、入力軸に別途用意した携帯用電動機２０を連結する。このように、動力源を別体としたので、電線などの引き回しを必要とせずコンパクトにできる。

係止部材１６は、取付材１４ｂにスラスト軸受１７を介して設けられ、燃焼器１のフランジ面に形成されたボルト孔と連結するためのボルト孔を備えた３方向へ伸びた腕１６ａが付設されている。なお、係止部材１６は、スラスト軸受１７により手動による回動が可能であるが、必要なときのみ回動させるように摩擦で停止するロック手段１７ａ（図示してない）が設けられている。

本吊治具は、このように構成されているので、天井クレーンの前後左右への移動と、上下移動および携帯用電動機２０を連結操作して旋回ドライブ１４を回動させることにより係止部材１６を燃焼器１のフランジ面に対向させることができる。なお、天井クレーンの操作は、係止部材の近くで移動状態を見ながらリモコンで操作すると作業が簡便である。また、この場合必要があれば、縦柱１２を手動で回動させる。

また、燃焼器１のボルト孔と係止部材１６のボルト孔を合致させてボルトで連結する場合は、ロック手段１７ａを開放して、係止部材１６を回動可能とし手動で回動させる。
燃焼器１をケーシングから引き出す作業と、載置台へ移送する作業は、燃焼器１を吊持したまま連続して行う。この場合狭隘な場所を通るときなど必要により旋回ドライブを操作して吊荷の姿勢を変える必要がある。なお、燃焼器１の姿勢をフランジ面が上端に位置させれば、吊荷の重心が水平枠１１のほぼ中央に位置するので、振られることもなく安定した移送ができるので、狭隘な場所以外ではこの姿勢にする。

移送した燃焼器１は保守点検のため載置台に置かれるが、載置台３０は例えば、図４に示すように、溝形鋼を溶接で組み立てられ、燃焼器１を（ａ）（ｂ）のように横向きに置いたり、（ｃ）のように縦向きに置くことができる。保守点検作業は燃焼器１を横向きにして行い、吊持するときは縦向きにする。

次に、請求項３の発明の実施の形態を説明する。
このガスタービン燃焼器取出し移送方法は、本吊治具を用いてガスタービン本体から燃焼器を取出して、中断せずに載置台へ移送する作業であり、本吊治具１０の係止部材１６を燃焼器１のフランジ面に連結する第１工程と、燃焼器１をガスタービン本体から取出して旋回ドライブを作動させて燃焼器１の吊り姿勢を変えながら狭隘な場所を通過する第２工程と、燃焼器１のフランジ面を上端にして垂直な状態として載置台へ移送する第３工程とから構成される。

この作業では、本吊治具１０の縦柱１２が垂直に維持されるようにチェンブロックを適宜操作することが重要である。また、燃焼器の吊り姿勢を変える場合は、周囲の状況に十分注意しなければならない。
第１工程では、天井クレーンと旋回ドライブの作動によって係止部材を燃焼器のフランジ面に位置合わせをして係止部材を回動させてボルトで連結するが、各燃焼器ごとにフランジ面の角度が異なるのでその都度天井クレーンと旋回ドライブを操作する必要がある。

本吊治具１０では、ガスタービンの燃焼器１の殆どに対して近づけることができ、取り出すことができるが、最下端部にある２～３個は圧縮機の影になり、係止部材１６が届かない。この燃焼器を取り出す場合は、図６に示すように、縦柱１２と旋回ドライブ１４の間に延長部材２５を固設する。このように構成することにより、縦柱１２が圧縮機と干渉するのを防止でき、上記の場合と同様に燃焼器１の取出し、移送ができる。なお、延長部材２５の長さはここでは４０ｃｍとしている。

第２工程では、引き出したときの燃焼器１の姿勢は図５に示すように、安定性の良いものではないが、狭隘な場所であるので、旋回ドライブ１４と作動させて、必要により係止部材１６をも回動させて燃焼器１の姿勢を変えて構造物などに当たらないように通り抜ける 。
そして、第３工程では、スペースのある場所へ抜けたら旋回ドライブを操作して燃焼器１のフランジ面が上端に位置するように、燃焼器１の姿勢を変える。この姿勢は吊荷の重心が水平枠１１のほぼ中央に位置するので、振られることもなく最も安定した吊荷状態といえる。

１ 燃焼器
１ａ フランジ面
５ チェンブロック
１０ 吊治具
１１ 水平枠
１１ａ 長辺
１１ｂ 短辺
１１ｃ 吊金具
１１ｄ ステー
１２ 縦柱
１３ 座板
１４ 旋回ドライブ
１４ａ ウオーム減速機
１４ｂ 取付材
１６ 係止部材
１６ａ 腕
１７ スラスト軸受
１７ａ ロック手段
２０ 携帯用電動機
２５ 延長部材

Claims (3)

1. ガスタービンのケーシング外周部に複数個取り付けられた燃焼器を取り出して載置台へ移送するため天井クレーンに吊持される燃焼器用吊治具であって、四隅がチェンブロックで天井クレーンのフックに吊持される矩形の水平枠と、該水平枠の長辺の一方の中央に固設された垂直な縦柱と、該縦柱の下端に固設された他方の長辺中央へ向いた水平な軸心を有する旋回ドライブと、該旋回ドライブに連結され該燃焼器のフランジ面と連結するための係止部材とからなり、該旋回ドライブは入力軸に携帯用電動モータを連結して回動させるウオーム減速機とその出力軸に取り付けられた取付材とからなり、該係止部材は中心部にスラスト軸受を備えて該取付材に回動可能に取り付けられるとともに該係止部材の回動をロックする手段を備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具。
2. 前記複数の燃焼器のうち平面視圧縮器に隠れる位置に取り付けられた２～３個の燃焼器を取り出すため、前記縦柱と前記旋回ドライブの間に延長部材を取り付けて前記係止部材を前方へ位置させることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具。
3. 請求項１記載のガスタービン燃焼器取出し移送用吊治具の水平枠の四隅を、チェンブロックを介して天井クレーンのフックで吊持して天井クレーンの前後左右への移動と前記縦柱の上下の移動で前記縦柱の下端をガスタービンの燃焼器の近傍へ移動させ、前記旋回ドライブを作動させて燃焼器のフランジ面に前記係止部材を対向させ、前記係止部材を回動可能にして取付穴の位置合わせを行い、ボルトで前記係止部材を燃焼器のフランジ面へ連結する第１工程と、天井クレーンを移動させて燃焼器をガスタービンのケーシングから抜き出して、前記旋回ドライブと前記係止部材を回動させて燃焼器の吊り姿勢を変えて狭隘な場所を通り抜ける第２工程と、スペースのあるところで、前記旋回ドライブを作動させて燃焼器のフランジ面が上方へ向いたほぼ垂直な姿勢にして載置台へ移送する第３工程とからなることを特徴とするガスタービン燃焼器取出し移送方法。

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