(57)【要約】【課題】  回転体である発電設備を設置するタービン架台において通常運転時にはタービン建屋に振動を伝えないよう独立な構造を維持しながら、地震時に架台が受ける荷重を低減する事のできる耐震装置を提供する。【解決手段】  タービン建屋１の内側で発電設備１２を上部に設置しているタービン架台２について、通常運転時には独立構造を維持するために収納領域４へ収められており、地震時には既設の地震感知装置１１から信号を受けた制御装置１０により、開閉弁８を開いてガスをエアバッグ５へ注入する機構が作動し、収納領域４に収められていたエアバッグ５がガスの注入を受けて隙間３へタービン架台２へ向って突出，膨張し、タービン建屋１とタービン架台２の間の隙間３にエアバッグ５が配置され、タービン架台２とタービン建屋１との間を伝達しようとする地震時の振動エネルギーをエアバッグ５で緩衝し消散することで、地震による被害を回避する。【選択図】図１
2006153064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋に対して水平方向の隙間を介して前記建屋内に設置されて回転体を搭載する架台と、
前記架台と前記建屋との間に設けられた緩衝装置とを備えた架台の耐震装置において、
前記緩衝装置を前記架台及び前記建屋の一方に接続するとともに他方から切り離して設け、
前記建屋が振動を受けた際に前記他方に向けて前記緩衝装置を突出させる手段を備えていることを特徴とした架台の耐震装置。
【請求項２】
請求項１において、地震感知装置が地震を感知した際に発信される信号に基づいて前記緩衝装置を突出させる手段を備えていることを特徴とした架台の耐震装置。
【請求項３】
請求項２において、前記緩衝装置は、前記一方の前記架台又は前記建屋側に設けられていて、圧力を受け入れて前記隙間で前記他方の架台又は前記建屋側へ膨出する中空な部材と、前記中空な部材の内部へ前記圧力を供給する手段とを備え、
前記緩衝装置を突出させる手段として、前記信号が発信された際に前記圧力の前記中空な部材への供給が開始されるように制御する制御手段を備えていることを特徴とした架台の耐震装置。
【請求項４】
請求項３において、前記架台は、前記中空な部材と水平方向で対向する高さに防振装置で支持したテーブル板を備え、前記テーブル板に前記回転体が支持されていることを特徴とした架台の耐震装置。
【請求項５】
請求項２において、前記緩衝装置としてピストンロッドとシリンダーとの組み合わせ構造を有するダンパを備え、
前記緩衝装置を突出させる手段として、前記信号が発信された際に前記他方へ向けて前記ダンパを突出するように制御する制御手段を備えていることを特徴とした架台の耐震装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項において、前記建屋は原子力発電所のタービン建屋であり、前記架台はタービン架台であり、前記回転体は発電設備であることを特徴とした架台の耐震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建屋内に設置されて回転体を搭載するに供される架台の耐震装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所のタービン建屋内には、発電機や蒸気タービンなどの回転体を有する発電設備を搭載するタービン架台が設置されている。そのタービン架台はタービン建屋の躯体と水平方向に隙間を開けてタービン建屋内に設けられている。その隙間によってタービン架台から発電設備の振動がタービン建屋に伝わりにくい。さらにその隙間によって、タービン建屋とタービン架台とが地震で振動してもその隙間の間隔分だけ、タービン建屋とタービン架台との相互の干渉事故が回避できる。
【０００３】
このように、タービン建屋内に設置されるタービン架台は、頂部に発電設備が設置されることになる、タービン建屋から水平方向へ切り離された独立構造となっているものが一般的である。
【０００４】
また、タービン建屋と一体に構築されるタービン架台の場合には、タービン架台に下方から防振体（防振装置）を介してテーブル板を支持し、そのテーブル板に発電設備を搭載するものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、耐震支持構造としては地震の振動エネルギーを皿ばねの摩擦で消滅させるダンパや、シリンダ内に封入した鉛の中でピストンを地震の振動エネルギーで動かしてそのエネルギーを消滅させるダンパを、タービン架台とタービン建屋の躯体との間に接続するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−７３７１３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
防振体を用いてテーブル板を支持するものにあっては、上下方向の加振力は緩衝できるが水平方向の地震変位が大きく発生して隣接する構造物にテーブル板等が激突する懸念がある。
【０００８】
タービン架台とタービン建屋の間にダンパを接続した耐震支持構造の場合には、ダンパが強固にタービン架台とタービン建屋に接続されているために、発電設備が稼働していると常にその発電設備からの振動をタービン架台からタービン建屋側に伝え易く、隙間を持って振動遮断する利益が得にくい上、ダンパには常に振動が伝わるので、そのダンパの保守点検を頻繁に実施する必要を要求される。
【０００９】
従って、本発明の目的は、回転体の振動を回転体の架台から建屋に伝達しないようにしながら、地震を受けた際にその回転体の架台や建屋への影響を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の基本的な構成要件は、建屋内に、回転体を搭載する架台を自立して備え、前記架台と前記建屋との間に水平方向の隙間を設定し、前記架台と前記建屋との間に振動エネルギーを消散する機構を備えた架台の耐震装置において、前記機構を前記架台又は前記建屋のいずれか一方に接続し、他方から切り離して設け、振動を感知した際に前記機構を前記他方の前記架台又は前記建屋に向けて突出させる手段を備えていることを特徴とした架台の耐震装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、常には建屋と架台を接続する構造を持たないことで架台が独立な状態を維持するため、架台の振動を建屋へ伝えることがなく、地震時には緩衝装置が振動エネルギーを消散する機構として建屋と架台の間の隙間に突出して建屋と架台とをその機構で接続させ、建屋と架台間で伝達されようとする地震エネルギーをその機構で消散することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１実施例は以下のとおりである。即ち、原子力発電所のタービン建屋１の内側には、タービン架台２が構築されている。そのタービン架台２とタービン建屋１とは、互いの間に、図１，図２のように、水平方向に隙間３を有し、互いに独立して自立している。そのタービン架台２には、原子力発電所の発電設備１２が搭載されている。その発電設備１２には、発電機２ａや蒸気タービン１２ｂ，１２ｃ，１２ｄなどの回転構造物が含まれている。
【００１３】
図２のように、タービン架台２の水平方向４辺ともタービン建屋の躯体に対して隙間３を有しているが、その４辺の長辺の６個所と短辺の二箇所の隙間３は、振動エネルギーを消散する機構が膨張して突き出る空間として利用されている。その図２は、振動エネルギーを消散する機構が膨張して隙間にタービン架台２に向って突き出た後の状態を示している。
【００１４】
振動エネルギーを消散する機構として緩衝装置が採用され、その緩衝装置は、図１中で黒塗りで示した収納領域４に収納されているが、膨張して突き出ると、隙間３を埋めてタービン架台２に接する様に突出する。その振動エネルギーを消散する機構として採用した緩衝装置は以下の構成を備えている。即ち、圧縮ガスを受け入れて膨らむ袋として、エアバッグ５が採用される。そのエアバッグ５は折りたたまれている。隙間３に面するタービン建屋１の側壁に窪みが収納領域４として形成され、その窪みに折りたたまれたエアバッグ５が収納されている。そのため、エアバッグ５がその収納領域４に収納された状態では、隙間３へエアバッグ５がはみ出ていない。そのため、隙間３は設計通りに確保される。そのエアバッグ５はタービン建屋１に一部が固定されて、容易に脱落しないようにされる。
【００１５】
エアバッグ５を隙間３でタービン架台２側へ突出させる手段として、以下のような装置がエアバグ５に接続される。即ち、圧縮ガスが充填されているボンベ６内は、配管７を通じてエアバッグ５内に接続され、その配管７の途中には、開閉弁８が装備されてボンベ６とエアバッグ５との間の配管７による流路を開いたり閉じたりできるようにされている。その開閉弁８は常には閉じられているが、地震を受けた際には開かれる。そのために、その開閉弁８の弁駆動装置９には弁の開閉を司る制御装置１０が接続されている。その制御装置１０には、地震感知装置１１の信号出力を受けるように接続されている。その制御装置１０の制御回路は、地震感知装置１１が地震を感知した際に地震感知装置１１から発信される信号を受けて弁駆動装置９に開閉弁８を開く方向に駆動する指令を与えるように組まれている。
【００１６】
これら、地震感知装置１１やボンベ６や配管７や開閉弁８や制御装置１０や地震感知装置１１はタービン建屋１に設置されているが、地震感知装置１１は地震を検知できる場所であればその他の場所に設置されていても良い。しかし、好ましくはタービン建屋への飛来物の衝突も検知できるようにタービン建屋１に設置することが好ましい。
【００１７】
このような構成の架台の耐震装置によれば、地震を受けない状態では、地震感知装置
１１は信号を発信しないので、開閉弁８は閉じられているままとされ、ボンベ６内の圧縮ガスはエアバッグ５内へ圧送されず、エアバッグ５が隙間３でタービン架台２側へ突出る作用を起こさない。そのため、発電設備１２からタービン架台２に伝わった振動の、タービン建屋１側やエアバッグ５への伝達は隙間３によって遮断される。そのため、その振動はタービン建屋１側に伝わらずに、タービン建屋１側に設置されたもろもろの機器が振動によって被害を受けることの懸念は無い。当然に、エアバッグ５やエアバッグ５と配管７との接続口なども緩むなどの被害を受けることが無く、保守点検の必要性を頻繁に要求されない。
【００１８】
次に、原子力発電所が地震を受けたりその地震に匹敵するほどの外部からの振動、例えば飛来物のタービン建屋外壁への衝突に起因する振動など、を受けた際には、地震感知装置１１が建屋の振動を感知して信号を発信する。発信された地震感知装置１１からの信号は制御装置１０に伝送されて入力され、制御装置１０はその信号を受けて弁駆動装置９に開閉弁８を開く指令を与える。その指令を受けた弁駆動装置９は開閉弁８を開いてエアバッグ５とボンベ６との間を配管７で開通させる。
【００１９】
このようになると、ボンベ６内の圧縮ガスは、エアバッグ５内に注入され、折りたたまれていたそのエアバッグ５は展開して収納領域４から隙間３の間に突出して膨張する。このように、制御装置１０がエアバッグ５を隙間３に突出させる際の制御機能を司っている。膨張したエアバッグ５はタービン建屋１の躯体とタービン架台２との間に隙間無く介在する。この状態でタービン架台２とタービン建屋１とが相対的に振動しても、その振動のエネルギーはエアバッグ５によって受け止められて緩衝及び消散し、タービン架台２とタービン建屋１との間での衝撃的な干渉事故の防止や、タービン架台２に搭載されている発電設備１２の安全が確保される。このようにして、タービン架台２とタービン建屋１とタービン架台２に搭載されている発電設備１２との地震による被害が回避される。
【００２０】
本発明の第２実施例は、以下の通りである。第２実施例においては、第１実施例の構成を一部変更したものである。その変更点を以下に説明し、第１実施例と同じ内容については説明を省略する。第２実施例の第１実施例からの変更点は、図３のように、タービン架台２の途中高さ部分はタービン建屋１側に接続され、タービン架台２の上部一部分は水平なテーブル板２０とされる。そのテーブル板２０は、タービン架台２へ、振動の伝達を絶縁する機能を有する防振ゴムや振動エネルギーを吸収する粘性ダンパ等の防振装置２１を介在してタービン架台２に支持させる。
【００２１】
テーブル板２０には発電設備１２が搭載される。また、エアバッグ５はタービン架台２とテーブル板２０の縁端面とに水平方向で対面できる様に、その設置高さが調整されている。そのため、地震が発生すると、地震の振動エネルギーが防振装置２１によって消散され、テーブル板２０や、テーブル板２０に搭載された発電設備１２の地震による被害が緩和される。また、地震によるテーブル板２０の横揺れも隙間３に膨張して展開したエアバッグ５によって緩衝されて地震による被害を低減する。その他の構成や作用は第１実施例と同じである。
【００２２】
本発明の第３実施例は、エアバッグ５に替えて緩衝装置としてオイルダンパ３０を用いた実施例である。図４のように、タービン架台２とタービン建屋１の躯体とは水平方向の隙間３を介して互いに自立している。タービン架台２の上部に近い側面には、鋼板製の受板３１が固定されている。その受板３１と対面するタービン建屋１の躯体には、オイルダンパ３０を収納する窪み３２が形成されている。その窪み３２には、オイルダンパ３０がダンピング方向を水平方向に向けて設置されている。そのオイルダンパ３０の構成は以下の通りである。
【００２３】
即ち、粘性の高い油が充填されているシリンダー３３の底部が窪み３２の垂直面にベースプレート３４を介して固定されている。そのベースプレート３４は予め窪み３２の垂直面に固定されている。そのシリンダー３３の中にはオリフィス３５が形成されているピストン３６が設けられ、そのピストン３６に接続されているピストンロッド３７がシリンダー３３の外に突き出ている。そのピストンロッド３７の突端には鋼板製の押付板３８が固定されている。その押付板３８とシリンダー３３との間でピストンロッド３７の周りには、圧縮されたコイルバネ３９が設けられている。
【００２４】
そのオイルダンパ３０の周辺には、鋼製の支持フレーム４０がシリンダー３３と並行にべースプレート３４に固定されている。その支持フレーム４０の押付板３８寄りの端部には図４と図５との状態に回転できるように回転軸４１によって棒状のトリガ爪４２が設けられている。その支持フレーム４０には、電磁アクチュエータ４３が固定されている。電磁アクチュエータ４３は、電磁力で可動ロッド４４を突き出したり引っ込めたりできる構成を有する。その可動ロッド４４を動作させるための電磁力を発生するために、電磁アクチュエータ４３には電源４５からの電力を開閉スイッチ４６の開閉で給電したり給電停止したりする給電回路４７が接続されている。その開閉スイッチ４６は制御装置４８によって開閉制御されている。その開閉スイッチ４６は常時は閉じられ、地震感知装置１１から発信された信号を受けたことを条件に開閉スイッチ４６は開かれる条件回路を制御装置
４８が有する。
【００２５】
電磁アクチュエータ４３は給電を受けている間は、その可動ロッド４４が突き出てトリガ爪４２に当たって、図６に示す様に、トリガ爪４２が押付板３８にコイルバネ３９とは反対側から当たる状態を維持する。逆に、電磁アクチュエータ４３への給電が遮断されると、その可動ロッド４４が引き込まれてトリガ爪４２が、図６の状態から図７の状態へ回転することを許容する。
【００２６】
これらの制御装置４８や給電回路４７や開閉スイッチ４６もタービン建屋１側に設置されている。このような制御装置４８と電磁アクチュエータ４３とトリガ爪４２で隙間３への突出を制御されるオイルダンパ３０は、突出した状態では図２で示された第１実施例におけるエアバッグ５の配置位置と同じ位置となるようにそれぞれタービン建屋１の窪み
３２に配備される。その他の構成は、第１実施例と同じである。その窪み３２がオイルダンパ３０やトリガ爪４２が隙間に出ないように収納される収納領域として利用される。
【００２７】
この実施例では、通常時には、図６のように、開閉スイッチ４６が閉じられ、電源４５が電磁アクチュエータ４３に電力を給電しているので、トリガ爪４２が押付板３８にひっかかって、コイルバネ３９は圧縮されたまま図４の状態に維持される。その状態では、オイルダンパ３０と受板３１との間の隙間３は設計どおりに確保されるので、タービン架台２上の発電設備１２が発する機械的振動をタービン建屋１やオイルダンパ３０やそれに付随する制御装置４８等へ伝えない。
【００２８】
地震が発生して地震感知装置１１がその地震を感知した際には、その地震感知装置１１から信号が制御装置４８へ発信される。その発信された信号を受けた制御装置４８は、開閉スイッチ４６を開くので、電磁アクチュエータ４３への電源４５からの給電は遮断され、電磁アクチュエータ４３の可動ロッド４４がトリガ爪４２から離れる方向へ引っ込む。それに伴って、コイルバネ３９の力を借りて押付板３８がトリガ爪４２を跳ね除ける。そのため、トリガ爪４２は回転軸４１を回転中心として、図６の状態から図７の状態へと回転する。そのようなトリガ爪４２の回転が生じると、コイルバネ３９によってオイルダンパ３０の押付板３８が受板側３１へと隙間３へ突出し、ついには、図５のように、受板
３１に押付板３８が受け止められてオイルダンパ３０の突出が止まる。
【００２９】
その後に、タービン架台２とタービン建屋１との間で相対的に振動が生じると、その間の相対変位でピストン３６がシリンダー３３内を地震の力やコイルバネ３９による力で水平方向へ往復移動する。ピストン３６がシリンダー３３内を移動する際にオリフィス３５をシリンダー３３室内のオイルが流動抵抗を受けながら通過し、その際に地震エネルギーが吸収され消散する。隙間３が広がる方向へタービン架台２とタービン建屋１との間が相対変位した際には、コイルバネ３９の力でシリンダー３３からピストンロッド３７を突き出して、できるだけその変位に追従するようにする。
【００３０】
このようにして、タービン架台２とタービン建屋１との間の隙間３の変位に追従しながら地震のエネルギーをオイルダンパ３０で吸収し、タービン架台２とその架台に設置された発電設備１２及びタービン建屋１との耐震性を向上して地震による被害を軽減する。
【００３１】
このように、いずれの実施例でも、回転体である発電設備１２を設置するタービン架台２において通常運転時には発電設備１２の振動をタービン架台２からタービン建屋１に伝えないよう独立な構造を維持しながら、地震時にはタービン架台２が受ける荷重を低減する事のできる耐震装置を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明による架台の耐震装置は、例えば、原子力発電所のタービン建屋とタービン架台との相互間を伝わろうとする外来からの振動エネルギーを緩衝又は消散させる手段として採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例による架台の耐震装置の全体概要図である。
【図２】図１におけるエアバッグの配置を示した架台の平面図である。
【図３】本発明の第２実施例による架台の耐震装置の全体概要図である。
【図４】本発明の第３実施例による架台の耐震装置のオイルダンパ近傍の縦断面図である。
【図５】図４のオイルダンパの突出状態を示した縦断面図である。
【図６】図４のトリガ爪近傍の拡大図である。
【図７】図５のトリガ爪近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…タービン建屋、２…タービン架台、３…隙間、４…収納領域、５…エアバッグ、６…ボンベ、７…配管、８…開閉弁、９…弁駆動装置、１０…制御装置、１１…地震感知装置、１２…発電設備、２０…テーブル板、２１…防振装置、３０…オイルダンパ、３１…受板、３２…窪み、３３…シリンダー、３４…ベースプレート、３５…オリフィス、３６…ピストン、３７…ピストンロッド、３８…押付板、３９…コイルバネ、４０…支持フレーム、４１…回転軸、４２…トリガ爪、４３…電磁アクチュエータ、４４…可動ロッド、４５…電源、４６…開閉スイッチ、４７…給電回路、４８…制御装置。
【図１】
2006153064.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006153064.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006153064.tif 000007
【図６】
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【図７】
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