(57)【要約】【課題】原子力発電所用蒸気タービンの設置、取替え工事において、工程の短縮を図ることにより工事期間を短縮し、天井クレーン等の揚重設備の占有時間を短縮し、他の工事への影響を軽減するとともにプラント稼働率を向上させる。【解決手段】既設の蒸気タービン１を一体組立て状態のままで設置位置から搬出し、引き続き新製作した蒸気タービンを一体組立て状態のままで搬入して据付けることにより、蒸気タービンの取替えを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上半の外部車室ユニットと、予め組立て構成した内部車室、上半ノズル、ロータおよび下半ノズルからなる内部車室側ユニットとを備え、これら２ユニットの組立てにより構成したことを特徴とする原子力発電所用蒸気タービン。
【請求項２】
既設の蒸気タービンを一体組立て状態のままで設置位置から搬出し、引き続き新製作した蒸気タービンを一体組立て状態のままで搬入して据付けることにより、蒸気タービンの取替えを行うことを特徴とする原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法。
【請求項３】
低圧側の内部車室の分解と、この内部車室に組込まれるロータおよびノズルの組立てとを、互いに異なる場所で行い、これらロータおよびノズルを組立て後に前記蒸気タービンに搬入し、前記ロータおよびノズルを一体構成として据付ける請求項２記載の原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法。
【請求項４】
前記蒸気タービンの据付け場所と異なる場所を据付け場所に設定し、組立て作業用の強固な床を有する組立て場所にて組立て作業を行い、据付け場所での組立て作業を省略可能とする請求項２記載の原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法。
【請求項５】
蒸気タービンを据付け場所と異なる場所で組立て、当該場所にて公的検査を受検する請求項２記載の原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法。
【請求項６】
蒸気タービンの取替えに際し、既設蒸気タービンの取替え範囲となる機器を組立てたまま撤去および搬出する請求項２記載の原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子力発電所に設置される蒸気タービン、および原子力発電所の既設蒸気タービンを新たな蒸気タービンに取替える原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の沸騰水型原子力発電所において、蒸気タービンはタービン建屋の内部に据付けられており、１台の高圧タービンと、複数台の低圧タービンとを備えた構成とされている。このような蒸気タービンを構成する機器は大型であり、かつ一車室あたりの組立て重量が数十トンから百トンを超える重量物であり、タービン補機等の大型の関連機器が近傍に配置され、さらに大口径配管物も付属された状態で据付けられている。
【０００３】
図５〜図７を参照して、従来の蒸気タービン、タービン建屋および同建屋内に設置された蒸気タービンの配置構成等について説明する。
【０００４】
図５は、タービン建屋および同建屋内に設置された蒸気タービンを示す平面図である。この図５に示すように、タービン建屋１０１内の一側部に１台の高圧タービン１０２が設置され、この高圧タービン１０２に例えば３機の低圧タービン１０３が軸１０６を介して直列に接続されている。また、低圧タービン１０３には軸１０７を介して発電機１０４が水平な軸１０６を介して連結されている。
【０００５】
図６は、図５に示したタービン建屋１０１を図５のＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す概略縦断面図である。
【０００６】
この図６に示すように、高圧タービン１０２、低圧タービン１０３および発電機１０４は、タービン建屋１０１内の２階フロア上に略同一高さで設置されている。
【０００７】
図７は、図６に示したタービン建屋１０１を図６のＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す概略断面図である。
【０００８】
この図７に示すように、タービン建屋１０１内の下部に復水器１０５が設置され、この復水器１０５の上方に低圧タービン１０３が設置されている。なお、タービン建屋１０１の上部には、作業用の天井クレーン１０８が設置されている。
【０００９】
高圧タービン１０２には乾き蒸気が供給されるが、低圧タービン１０３に供給される蒸気は湿り度の高い蒸気である。このため、発電設備の長期運用においては、湿り蒸気による経年劣化対策として設備機器の取替え作業が多々発生し、さらに当該発電設備の容量を高める必要性も発生する。このように、経年劣化機器の除去あるいは容量を高めるための取替えが必要となる大型重量機器に、低圧タービン１０３も該当する。
【００１０】
低圧タービン１０３を取替えるためには、大型機器・重量物であり、かつ多数の部品で構成される既設低圧タービン１０３の搬出を先行する必要がある。この場合、既設の機器部品は放射性物質で汚染されているため、放射線管理区域外へ搬出する場合には保護養生が必要であり、車室やロータ等の大径長尺物の搬出には大型の専用キャスクが必要となる。
【００１１】
また、既設の低圧タービン１０３の構成部材毎に分割して小型化し、搬出するためには据付け場所での解体作業が必要となる。解体作業の工期を短縮する手段として、既設の低圧タービンの撤去および搬出と、新製作の低圧タービンの据付けを併行作業として行う場合には、大量の部品が同一区域に混在することになり、部品の管理にも労力を要する。
【００１２】
従来の具体的なタービン取替え方法としては、下記の（１）−（６）の手順による工程が主である。すなわち、（１）外部車室の上半部の分解、（２）内部車室の上半部の分解、（３）上半ノズルの分解、（４）ロータの吊出しによる分解、（５）下半ノズルの分解、（６）内部車室の下半部の吊上げによる順次分解および分解後のタービン取替え等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来では、原子力発電所用蒸気タービンの取替えを実施する場合、上述の工程（１）−（６）に示したように、外部車室の上半部の分解、内部車室の上半部の分解、上半ノズルの分解、ロータの吊出しによる分解、下半ノズルの分解および内部車室の下半部の吊上げによる分解を順次に行っている。
【００１５】
このように、従来では６種類の作業を順次に行っているため、低圧タービンを新製して取替える場合に大掛かりで、かつ多くの手間を掛けており、作業に長時間の工事が必要となっている。また、経済的な負担がかかるとともに、工事期間中のプラント停止により設備稼働率が低下することが大きな課題となっている。
【００１６】
さらに、蒸気タービンでは高速回転体の駆動が行われるため、芯出しおよび調整作業が重要となり、取替えについては多くの手間を必要とする作業となっている。
【００１７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、蒸気タービン取替え工事において、工程の短縮を図ることにより工事期間を短縮することができると同時に、天井クレーン等の揚重設備の占有時間を短縮することができ、他の工事への影響を軽減するとともにプラント稼働率を向上することができる原子力発電所用蒸気タービンおよびその取替え工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】
【００１８】
前記の目的を達成するため、本発明に係る蒸気タービンでは、（１）上半の外部車室ユニットと、（２）予め組立て構成した内部車室、上半ノズル、ロータおよび下半ノズルからなる内部車室側ユニットとを備え、これらの２ユニットの組立により構成される蒸気タービンを提供する。
【００１９】
また、殆どの事例において既設蒸気タービンの搬出と、新製蒸気タービンの芯出し調整工程とがクリティカルパスとなることに着目し、本発明では、蒸気タービンの新製取替えについて、既設の蒸気タービンを一体組立て状態のままで設置位置から搬出し、引き続き新製作した蒸気タービンを一体組立て状態のままで搬入して据付けることにより、蒸気タービンの取替えを行い、取替え作業を短期間で行うことができる取替え工法を提供する。
【００２０】
また、本発明では、蒸気タービンの低圧側の内部車室（上半）の分解と、この内部車室に組込まれるロータおよびノズルの組立てとを、互いに異なる場所で行い、これらロータおよびノズルを組立て後に前記蒸気タービンに搬入し、前記ロータおよびノズルを一体構成として据付けることを特徴とする原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法を提供する。
【００２１】
また、本発明では、前記蒸気タービンの据付け場所と異なる場所を据付け場所に設定し、組立て作業用の強固な床を有する組立て場所にて組立て作業を行い、据付け場所での組立て作業を省略可能とすることを特徴とする原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法を提供する。
【００２２】
また、本発明では、蒸気タービンの据付け場所と異なる場所で組立て、当該場所にて公的検査を受検する原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法を提供する。
【００２３】
さらに、本発明では、蒸気タービンの取替えに際し、既設蒸気タービンの取替え範囲となる機器を組立てたまま撤去および搬出することを特徴とする原子力発電所用蒸気タービンの取替え工法を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、蒸気タービン取替え工事において、工程の短縮を図ることにより工事期間を短縮することができると同時に、天井クレーン等の揚重設備の占有時間を短縮することができ、他の工事への影響を軽減するとともにプラント稼働率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１、第２および第３実施形態で適用する蒸気タービンの分解斜視図。
【図２】図１に示した蒸気タービンの縦断面図。
【図３】本発明の第２、第３および第４実施形態による蒸気タービン配置例を示す横断面図。
【図４】本発明の第４実施形態によるタービン建屋を示す横断面図。
【図５】従来例を説明するための建屋平面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る原子力発電所用蒸気タービンおよびその取替え工法の実施形態について、図１−図４を参照して説明する。
【００２７】
［第１実施形態］（図１，図２）
図１は本発明の第１実施形態による蒸気タービンの構成部品を示す分解斜視図であり、図２は構成部品を組立てた状態を示す斜視図である。
【００２８】
これらの図１および図２に示すように、本実施形態では適用する蒸気タービンを低圧タービン１としている。この低圧タービン１は、上面が開口する下半外部車室２を有している。この下半外部車室２上に、下半内部車室ロータ３および羽根４が設けられている。
【００２９】
羽根４の周辺には、下半ノズル５および上半ノズル６が設けられており、上半ノズル６の上方には、下面が開口した半割円筒状の内部車室７が設けられている。この内部車室７は低圧ロータである下半内部車室ロータ３および羽根４を覆う構成となっている。内部車室７の上側周囲部は、低圧タービン外部車室８によって覆われる。
【００３０】
このように、本実施形態では蒸気タービン１が外部車室８からなる上半の外部車室ユニット９と、予め組立て構成した内部車室７と、上半ノズル６、ロータ３および下半ノズル５からなる内部車室側ユニット１０とを備えた構成となっている。
【００３１】
この低圧タービン１の組立てに際しては、内部車室７、ノズル５，６等の静止部分と、低圧ロータである下半内部車室ロータ３および羽根４からなる動的部分とを芯出し、これらの静止部分と動的部分とが接触しないように間隙調整を行い、事前に据え付け場所以外の適切な場所で組立てる。
【００３２】
組立て後の低圧タービン１は、据え付け場所へ搬入し、既設の低圧タービン外部車室８と接合し、低圧タービン１の新製取替え作業を完了させる。
【００３３】
本実施形態によれば、低圧タービン内部車室７、およびこれに組み込まれる低圧ロータ３等の各部品はタービン据え付け場所で組立てる必要がなく、事前に据え付け場所以外の適切な場所で組立てることにより、組立て期間を省略した容易な作業方法および蒸気タービンの提供が可能となる。
【００３４】
なお、作業場所の高さ方向に余裕があれば、低圧タービン１の内部車室７の下部に接続される抽気管伸縮継手を取付けてから据え付けることも可能である。
【００３５】
［第２実施形態］（図１−図３）
本実施形態では、既設の蒸気タービンを一体組立て状態のままで設置位置から搬出し、引き続き新製作した蒸気タービンを一体組立て状態のままで搬入して据付けることにより、蒸気タービンの取替えを行う蒸気タービンの取替え方法について説明する。
【００３６】
なお、本実施形態においても、図１および図２を参照して説明する。図１は、蒸気タービンの構成部品を示す分解斜視図であり、図２は構成部品を組立てた状態を示す斜視図である。
【００３７】
これらの図１および図２に示すように、本実施形態においても適用する蒸気タービンを低圧タービン１としている。この低圧タービン１は、上面が開口する下半外部車室２を有している。この下半外部車室２上に、下半内部車室ロータ３および羽根４が設けられている。
【００３８】
羽根４の周辺には、下半ノズル５および上半ノズル６が設けられており、上半ノズル６の上方には、下面が開口した半割円筒状の内部車室７が設けられている。この内部車室７は下半内部車室ロータ３および羽根４を覆う構成となっている。内部車室７の上側周囲部は、低圧タービン外部車室８によって覆われる。
【００３９】
このように、本実施形態では蒸気タービン１が外部車室８と、予め組立て構成した内部車室７と、上半ノズル６、ロータ３および下半ノズル５からなる内部車室側ユニットとを備えた構成となっている。
【００４０】
次に、図３を参照して低圧タービン１の新製取替え作業について説明する。図３はタービン建屋１１内に既設の外部車室８を設置した状態を示す概略断面図である。
【００４１】
この図３に示すように、タービン建屋１１内の下部に復水器１２が設置され、この復水器１２の上方に低圧タービン１が基礎台２０を介して設置されている。また、タービン建屋１０１の上部には、作業用の天井クレーン１０８が設置されている。
【００４２】
低圧タービン１の新製取替えに際しては、まず下半内部車室２、下半ノズル５および上半ノズル６等の静止部分と、下半車室ロータ３および羽根４等の動的部分との芯出しを行う。
【００４３】
そして、これらの静止部分と動的部分とが接触しないように間隙調整を行い、事前に据付け場所以外の適切な場所で組立てを行う。
【００４４】
この後、組立てた低圧タービン１を据付け場所へ搬入し、既設低圧タービンの外部車室と接合し、低圧タービン１の新製取替え作業を完了させる。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、既設の低圧タービン１を一体組立て状態のままで設置位置から搬出した後、引き続き新製作した低圧タービン１を一体組立て状態のままで搬入して据付けることにより、蒸気タービン取替えを行うことができる。
【００４６】
したがって、蒸気タービン取替え工事において、工程の短縮を図ることにより工事期間を短縮することができるとともに、天井クレーン１０８等の揚重設備の占有時間を短縮することができ、他の工事への影響を軽減し、プラント稼働率を向上することができる。
【００４７】
［第３実施形態］（図１−図４）
次に、本発明の第３実施形態について、図１−図４を参照して説明する。本実施形態は、既設低圧タービンを隣接する作業場所で組立てた状態のまま移動、搬入および据付する取替え方法である。なお、前記実施形態と同一の構成および工程については、図１−図４を参照して説明を省略する。
【００４８】
本実施形態が第２実施形態と異なる点は、低圧タービン据付け場所に隣接し、据付け場所と同じレベルで頑強な床を有する仮組立て場所１４を設け、この仮組立て場所１４において取替え作業を行う点にある。
【００４９】
すなわち、低圧タービン１は高速回転体であり、芯出し調整作業が重要になる。芯出し調整作業の精度を確保するためには、組立て場所の床および基礎が頑強であることが求められる。
【００５０】
そこで本実施形態では、図４に示したように据付け場所に隣接し、据付け場所と同じレベルで頑強な床を有する仮組立て場所１４を設け、この仮組立て場所１４において低圧タービン１の組立て、芯出しおよび調整を行う。
【００５１】
そして、既設低圧タービンを撤去した後の場所に取替え用の低圧タービン１を搬入し、据付けることで新製取替え作業を完了するものである。
【００５２】
仮組立て場所１４は、図４に示したように、タービン建屋１１と同様の構成を有する仮建屋としており、タービン建屋１１の側方に隣接配置で設置され、仮基礎台２１および天井クレーン１０９を備えた構成としてある。
【００５３】
本実施形態によれば、据付け場所での芯出し調整作業をする必要がなく、また移動が容易な作業方法および蒸気タービンの提供が可能となる。
【００５４】
［第４実施形態］（図１−図３）
本実施形態では、低圧タービン１の低圧側の内部車室７の分解と、この内部車室７に組込まれるロータ３およびノズル５，６の組立てとを、互いに異なる場所で行い、これらロータ３およびノズル５，６を組立て後に蒸気タービン１に搬入し、ロータ３およびノズル５，６を一体構成として据付ける。
【００５５】
そして、蒸気タービンを据付け場所と異なる場所で組立て、当該場所にて公的検査を受検するようにする。
【００５６】
すなわち、蒸気タービンは電気事業法の定めにより、下半車室を据付けた時点で蒸気タービンを構成する全ての部品について官庁の検査（使用前検査）を受ける必要がある。
【００５７】
外部下半車室は既設車室を使用するので据付け場所に隣接する仮組立て場所にて使用前検査を受け、合格後に同場所で組立て・芯出し・調整を行うこととする。
【００５８】
本実施形態によれば、仮組立て場所にて事前に使用前検査を受けることにより、据付け場所での検査期間を必要としない効率の良い作業方法および蒸気タービンの提供が可能となる。
【００５９】
［第５実施形態］（図１−図４）
本実施形態では、既設低圧タービン１を組立て状態のまま撤去および搬出をする例について説明する。
【００６０】
すなわち、蒸気タービンの据付け場所と異なる場所を据付け場所に設定し、組立て作業用の強固な床を有する組立て場所にて組立て作業を行い、据付け場所での組立て作業を省略可能とするものである。
【００６１】
蒸気タービンは多数の部品によって構成されており、既設タービンを分解撤去する場合には広い作業区域と分解のための時間を要するが、図４に示したように、据付け場所に隣接し、据付け場所と同じレベルで強固な床である仮基礎台２１を有する作業場所２２を設け、組立て状態のまま撤去および搬出する。
【００６２】
これにより、広い作業区域が不要となり、分解のための時間も短時間となる。また、放射線管理区域の設定が容易になる。
【００６３】
本実施形態によれば、余分な時間と場所を必要とすることなく、容易な既設蒸気タービンの撤去作業を行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１‥蒸気タービン、２‥下半部車室、３‥下半内部車室ロータ、４‥羽根、５‥下半ノズル、６‥上半ノズル、７‥内部車室、８‥外部車室、９‥上半の外部車室ユニット、１０‥内部車室側ユニット、１１タービン建屋、１２‥復水器、１３‥低圧タービン、１４仮組立て場所、２０‥基礎台、２１‥仮基礎台、２２‥作業個所、１０１‥タービン建屋、１０２‥高圧タービン、１０３‥低圧タービン、１０４‥発電機、１０５‥復水器、１０６，１０７‥軸、１０８，１０９‥天井クレーン。
【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】
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【図７】
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