(57)【要約】【課題】  簡易な構成のターニング装置によってターニングを行う。【解決手段】  ターニング装置１は、第１のトルクを発生するターニングモータ２と、ターニングモータ２で発生した第１のトルクをタービン６に伝達するターニングモータ用ギア５と、ターニングモータ２の回転数制御をするインバータ８と、交流電源７によって給電され、第２のトルクを発生する補助用電動機３と、補助用電動機３で発生した第２のトルクをタービンに伝達するトルク伝達機構とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトルクを発生するターニングモータと、
このターニングモータで発生した前記第１のトルクをタービンに伝達するターニングモータ用ギアと、
前記ターニングモータの回転数制御をするインバータと、
交流電源によって給電され、第２のトルクを発生する補助用電動機と、
この補助用電動機で発生した前記第２のトルクを前記タービンに伝達するトルク伝達機構とを備えることを特徴とするターニング装置。
【請求項２】
前記補助用電動機によって前記タービンを停止状態から起動させ、起動後に前記補助用電動機から前記ターニングモータに切り換えて前記タービンを回転制御することを特徴とする請求項１に記載のターニング装置。
【請求項３】
前記トルク伝達機構は、前記ターニングモータ用ギアに前記第２のトルクを伝達可能に接続される補助用電動機用ギアであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のターニング装置。
【請求項４】
前記トルク伝達機構は、前記補助用電動機によって前記ターニングモータを回転可能に接続したベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のターニング装置。
【請求項５】
前記ベルトは、端部を前記ターニングモータのシャフトに巻きつけ、前記補助用電動機の巻き取りによって前記ターニングモータと前記補助用電動機を切離し可能に接続されることを特徴とする請求項４に記載のターニング装置。
【請求項６】
タービンを起動させるためのターニングモータと、
このターニングモータの発生した第１のトルクをタービンに伝達するギアと、
前記ターニングモータを駆動する交流電源と、
前記ターニングモータを回転数制御するインバータとを備え、
前記タービンの回転開始時に前記交流電源から前記ターニングモータに給電し、前記タービンの回転後に前記インバータに切替えて前記ターニングモータに給電することを特徴とするターニング装置。
【請求項７】
インバータによってターニングモータを回転制御して第１のトルクを発生させ、この第１のトルクをタービンに伝達する工程と、
交流電源によって補助用電動機を駆動して第２のトルクを発生させ、この第２のトルクを前記タービンに伝達する工程とを備えることを特徴とするターニング方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ動力によってタービンロータを回転させるターニング装置およびそのターニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所をはじめとする発電プラントにおけるタービンには、起動時にタービンにストレスをかけずに回転させるためにタービンを低速で回転させ、また、タービン停止時に熱膨張・垂れ下がりによってタービンが不均一に変形することを防ぐために、ターニング装置を用いてタービンを低速で回転制御するものがある。
【０００３】
このターニング装置は、タービンロータに設けられたターニングギアをターニング駆動用モータによって回転駆動することによってタービンロータを回転させる。ターニング装置は、タービンにストレスをかけずに起動するために回転数を制御する必要がある。そこで、インバータによってターニングモータの回転数を制御する技術が開発されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−７０８０２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したターニング装置は、タービンが回転開始するとベアリングとタービンの間に油膜が形成され、この油膜によって負荷トルクが小さくなる。一方で、起動開始時には静止摩擦力の影響で負荷トルクが大きくなる。そのため、上述した特許文献をはじめとするターニング装置は、ターニングモータおよびインバータに定格トルクとして負荷側の起動トルクを発生させるだけの容量が要求され、設備コストが増大していた。
【０００６】
そこで本発明は、簡易な構成でターニングを行うことができるターニング装置およびターニング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のターニング装置は、第１のトルクを発生するターニングモータと、このターニングモータで発生した第１のトルクをタービンに伝達するターニングモータ用ギアと、ターニングモータの回転数制御をするインバータと、交流電源によって給電され、第２のトルクを発生する補助用電動機と、この補助用電動機で発生した第２のトルクをタービンに伝達するトルク伝達機構とを備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに上記目的を達成するために、本発明のターニング方法は、インバータによってターニングモータを回転制御して第１のトルクを発生させ、この第１のトルクをタービンに伝達する工程と、交流電源によって補助用電動機を駆動して第２のトルクを発生させ、この第２のトルクをタービンに伝達する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡易な構成のターニング装置およびターニング方法によってターニングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るターニング装置を示す概略構成図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るターニング装置の回転数を示すグラフ。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るターニング装置を示す概略構成図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るターニング装置の回転数を示すグラフ。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るターニング装置を示す概略構成図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るターニング装置の回転数を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係るターニング装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るターニング装置を示す概略構成図である。
【００１３】
ターニング装置１は、ターニングモータ２と、補助用電動機３と、ターニングモータ用ギア４と、交流電源７と、インバータ８と、補助用電動機用ギア９とから構成される。
【００１４】
またタービン６は、タービンロータ軸の周方向に歯を形成するターニングギア５を有する。このターニングギア５に、ターニングモータ用ギア４を介してターニングモータ２が接続される。
【００１５】
さらにターニングモータ用ギア４に、補助用電動機用ギア９を介して補助用電動機３が接続され、補助用電動機３のタービン６へのトルク伝達機構を構成する。
【００１６】
また、補助用電動機３は交流電源用遮断器１１を介して交流電源７と接続され、ターニングモータ２はインバータ用遮断器１２を介してインバータ８に接続される。ターニングモータ２は、インバータ８からの給電によって第１のトルクを発生させる。補助用電動機３は、交流電源７からの給電によって第２のトルクを発生させる。
【００１７】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。ターニング装置１によるタービン６の回転制御は、補助用電動機３によってタービン６を停止状態から起動させ、起動後にターニングモータ２に切り換えてタービン６を回転制御することによって行われる。
【００１８】
まず、補助用電動機３の作用について説明する。タービン６の起動時に交流電源７によって補助用電動機３を駆動させることで、第２のトルクを発生させる。第２のトルクは補助用電動機用ギア９とターニングモータ用ギア４のギア比に比例して増幅される。このためギア比は、補助用電動機用ギア９をターニングモータ用ギア４より小さくすることによって補助用電動機３の容量を小さくすることができる。補助用電動機３で発生した第２のトルクは、補助用電動機用ギア９、ターニングモータ用ギア４、ターニングギア５を介してタービン６に伝達される。
【００１９】
補助用電動機３は、交流電源７を電源とするために定格電流以上の電流を流すことができ、タービン６の起動時に必要なトルクを発生させることができる。また交流電源７によって給電するため、周波数や電圧を変化させる必要がなく、補助用電動機３まわりの構成を簡易にすることができる。
【００２０】
補助用電動機３は定格回転数で回転し、第２のトルクによってタービン６を停止状態から起動させた後、交流電源用遮断器１１によって電力供給が断たれる。
【００２１】
次に、ターニングモータ２の作用について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るターニング装置の回転数を示すグラフである。図２に示すように、タービン６の起動後はインバータ８からターニングモータ２に給電して駆動させ、発生した第１のトルクをターニングモータ用ギア４及びターニングギア５を介してタービン６に伝え、タービン６を回転させる。
【００２２】
タービン６に与えられる第１のトルクはターニングモータ用ギア４とターニングギア５のギア比に比例して増幅される。また、タービン６にストレスをかけないためにターニングモータ２の回転数をインバータ８で制御し、漸次タービン６の回転数を上げる。
【００２３】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、タービン６の起動時に補助用電動機３を回転させることによって、ターニングモータ２の容量は補助用電動機３が定格回転しているときの負荷トルクを定格トルクとして発生させる容量まで低減させることができ、それに伴いインバータ８の容量も低減させることができる。
【００２４】
なおトルク伝達機構は、ターニングモータ用ギア４に補助用電動機用ギア９を介して補助用電動機３を接続する構成だけでなく、ターニングギア５に補助用電動機用ギア９を介して補助用電動機３を接続する構成としてもよい。
【００２５】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係るターニング装置について図３及び図４を参照して説明する。第１の実施形態に係るターニング装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るターニング装置を示す概略構成図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、補助用電動機用ギア９に代えて、ベルト１０を設けた点である。ベルト１０は、補助用電動機３のシャフトによって巻き取り、この巻き取りによってターニングモータ２のシャフトを回転可能に接続する。
【００２７】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。タービン６を起動させる際、補助用電動機３を起動する。補助用電動機３の発生した第２のトルクはベルト１０を通じてターニングモータ２を回転させる。第２のトルクは補助用電動機３のトルクと、ベルト１０のターニングモータ２と補助用電動機３の間を繋ぐ部分を占める長さの外積で求まるため、ターニングモータ２と補助用電動機３の距離を離すことで第２のトルクを大きくすることができる。さらに、補助用電動機３からターニングモータ２より遠方にベルト１０を伸ばし、長棒等を介して折り返してターニングモータ２に巻きまわすことによって、ベルト１０のターニングモータ２と補助用電動機３の間を繋ぐ部分を占める長さをより長くし、さらに第２のトルクを大きくすることができる。
【００２８】
また、補助用電動機３から延ばしたベルト１０の端部をターニングモータ２に巻き付け、ターニングモータ２に巻き付けたベルト１０の長さ分だけターニングモータ２が回転した後に補助用電動機３はターニングモータ２から切り離される構成とすることによって、ターニングモータ２の駆動時にターニングモータ２による補助用電動機３を回転させる分の負荷を低減することができる。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るターニング装置の回転数を示すグラフである。図４に示すように、補助用電動機３が切り離された後に、ターニングモータ２はインバータ８によって回転数を制御する。
【００３０】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、タービン６起動時に補助用電動機３を回転させることによって、ベルト８のターニングモータ２と補助用電動機３の間を繋ぐ部分の長さに比例して増幅された第２のトルクがタービン６を起動させるため、補助用電動機３がターニングモータ２に巻かれたベルト８の長さに依存した回転数にターニングモータ２を回転させた時点での負荷トルクまでターニングモータ２及びインバータ８の容量を低減させることができる。
【００３１】
なお、ベルト１０は、補助用電動機３とターニングモータ２のシャフトを接続するだけでなく、ターニングモータ用ギア４または補助用電動機用ギア９を回転可能に、ターニングモータ用ギア４または補助用電動機用ギア９と補助用電動機３をベルト１０によって接続してもよい。
【００３２】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係るターニング装置について図５及び図６を参照して説明する。第１の実施形態に係るターニング装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００３３】
図５は、本発明の第３の実施形態に係るターニング装置の構成を示す概略図である。補助用電動機３を省き、ターニングモータ２に交流電源７およびインバータ８の両方から給電可能に接続する。
【００３４】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。タービン６を停止状態から起動させる際、交流電源用遮断器１１を閉鎖してターニングモータ２を交流電源７によって駆動させる。タービン６の起動時には静止摩擦力に逆らう大きな起動トルクを必要とするため、ターニングモータ２は交流電源７を電源として定格電流以上の電流を流し、必要な起動トルクを発生させる。
【００３５】
タービンの回転開始後は回転に必要なトルクが減少するため、交流電源用遮断器１１を開放し、インバータ用遮断器１２を閉鎖してインバータ８から給電して回転数を制御する。
【００３６】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、タービン６の起動時にはターニングモータ２は交流電源７を電源とするために定格電流以上の電流を流すことができ、大きな起動トルクを発生させることができる。タービン６が回転開始後には負荷トルクが減少するため、ターニングモータ２及びインバータ８は、回転開始後の容量で十分であるため、容量を低減することができる。 
【符号の説明】
【００３７】
１・・・ターニング装置
２・・・ターニングモータ
３・・・補助用電動機
４・・・ターニングモータ用ギア
５・・・ターニングギア
６・・・タービン
７・・・交流電源
８・・・インバータ
９・・・補助用電動機用ギア
１０・・・ベルト
１１・・・交流電源用遮断器
１２・・・インバータ用遮断器 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014145297.tif 000008