(57)【要約】  【課題】  発電プラント機器の設置に鋼製架台を使用するにあたり、鋼製架台の振動が発電プラント機器に影響を与えないようにする。  【解決手段】  発電プラント１は、鋼製架台１０にガスタービン２０、蒸気タービン２１、発電機２２を設置し、アラインメント調整を済ませたものを懸架機構３０で地盤Ｇの上に支持している。鋼製架台１０は内部に格子構造１１を有し、その中の単位格子１２の少なくとも１個に制振機構が設けられる。制振機構は、例えば質量要素４１及びバネ要素４２からなる動吸振器４０により構成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラント機器を設置した鋼製架台を地盤上に懸架機構で支持してなる発電プラントにおいて、
前記鋼製架台の内部に制振機構を設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
前記鋼製架台の内部に格子構造が存在し、その格子構造の少なくとも１個の単位格子に前記制振機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
質量要素及びバネ要素からなる動吸振器により前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項４】
質量要素、バネ要素、及び減衰要素からなる動吸振器により前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記単位格子の内部に組み込まれた吸振ゴムブロックにより前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項６】
互いに前記単位格子の壁に取り付けられ、相対変位可能であるコイルと鉄心とを備えた電磁アクチュエータにより前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項７】
前記単位格子の壁に添着した制振鋼板により前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項８】
前記単位格子の壁に締付固定した摩擦板により前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【請求項９】
互いに前記単位格子の壁に取り付けられ、相対変位可能である液体容器とその中に封じ込められた多孔立体とにより前記制振機構を構成したことを特徴とする請求項２に記載の発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン、蒸気タービン、発電機などの発電プラント機器を組み合わせた発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所に発電プラント機器を据え付けるにあたり、伝統的な工法では、地盤工事の後にコンクリート架台の工事を行い、完成したコンクリート架台の上に発電プラント機器を設置し、アラインメント調整を行っていた。この工法は、コンクリート架台の施工に長期にわたる工期を要し、コンクリート架台の完成後、発電プラント機器を据付け、アライメント調整をする必要があるため、完成までに多大の時間を要し、コストも高額となる。
【０００３】
そこで、コンクリート架台に代わるものとして鋼製架台を工場で製作し、この鋼製架台に発電プラント機器を設置して出荷・輸送し、発電サイトに据え付けるという工法が開発された。この工法によれば、据付場所でコンクリート架台を施工するのに比べ工期を短縮できる上、工場では鋼製架台上で発電プラント機器のアラインメント調整を行い、調整が完了したらそのまま鋼製架台に固定してしまえばよく、現地でアラインメント調整を行って据え付けるのに比べ手間を大幅に軽減できる。また鋼製架台の懸架機構を免震構造にすれば発電プラントを地震から保護できるというメリットもある。このような鋼製架台を用いた発電プラント設置構造の例を特許文献１に見ることができる。
【特許文献１】特開２０００−９２９３号公報（第３頁−第４頁、図１−図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電プラント機器を設置した鋼製架台を懸架機構で支持し、地盤から切り離すことにより、発電プラントを免震構造としやすくなるものの、別種の問題が派生する。それは鋼製架台の共振である。発電プラント機器の振動や地震動が鋼製架台の固有振動数に一致するようなことがあると鋼製架台が大きく振動する。これにより発電プラント機器の回転軸系のアラインメントが崩れたり、軸受荷重が許容値を超えてしまうといった事態が発生しかねない。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、発電プラント機器の設置に鋼製架台を使用するにあたり、鋼製架台の振動が発電プラント機器に影響を与えないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために本発明は、発電プラント機器を設置した鋼製架台を地盤上に懸架機構で支持してなる発電プラントにおいて、前記鋼製架台の内部に制振機構を設けたことを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、発電プラント機器の振動や地震動が鋼製架台の固有振動数に一致するようなことがあったとしても鋼製架台の振動は抑制され、発電プラント機器に悪影響が生じない。
【０００８】
（２）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、前記鋼製架台の内部に格子構造が存在し、その格子構造の少なくとも１個の単位格子に前記制振機構が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
この構成によると、鋼製架台に所要の剛性を持たせるための格子構造を利用して制振機構を容易に設置できる。また、鋼製架台の中でも特に振動の大きい部分にねらいを定めてピンポイント的に制振機構を設置することができる。
【００１０】
（３）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、質量要素及びバネ要素からなる動吸振器により前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００１１】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。また、特定の軸方向の振動が問題になるとき、動吸振器の配置方向を適切に設定してこの振動を低減することができる。
【００１２】
（４）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、質量要素、バネ要素、及び減衰要素からなる動吸振器により前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、制振効果の大きい制振機構を容易に構成できる。また、特定の軸方向の振動が問題になるとき、動吸振器の配置方向を適切に設定してこの振動を低減することができる。
【００１４】
（５）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、前記単位格子の内部に組み込まれた吸振ゴムブロックにより前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。
【００１６】
（６）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、互いに前記単位格子の壁に取り付けられ、相対変位可能であるコイルと鉄心とを備えた電磁アクチュエータにより前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００１７】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。コイル電流の増減により制振力を調整することも可能である。
【００１８】
（７）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、前記単位格子の壁に添着した制振鋼板により前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００１９】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。
【００２０】
（８）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、前記単位格子の壁に締付固定した摩擦板により前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００２１】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。
【００２２】
（９）また本発明は、上記構成の発電プラントにおいて、互いに前記単位格子の壁に取り付けられ、相対変位可能である液体容器とその中に封じ込められた多孔立体とにより前記制振機構を構成したことを特徴としている。
【００２３】
この構成によると、多孔立体と液体の間の粘性抵抗により振動を減衰させ、鋼製架台の振動を抑えることができる。液体がどの方向に流動しても粘性抵抗が発生するので、振動の方向に関わらず制振効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、鋼製架台自体に制振機構を設けたことにより、鋼製架台に設置される発電プラント機器のアラインメントが振動によって崩れたり、限界以上の軸受荷重が生じたりすることを効果的に防止できる。また鋼製架台の格子構造を利用することにより、制振機構を容易に設置し、さらに、鋼製架台の中でも特に振動の大きい部分の制振を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は発電プラント１の概略構成図である。発電プラント１は鋼製架台１０がその組立の中心となっている。鋼製架台１０の上にはガスタービン２０、蒸気タービン２１、及び発電機２２が直列に配置され、ガスタービン２０の回転軸２０ａ、蒸気タービン２１の回転軸２１ａ、及び発電機２２の回転軸２２ａが順に連結されて１個の回転軸２３を構成している。回転軸２３は鋼製架台１０の上面に設置された複数の軸受２４に支持される。ガスタービン２０、蒸気タービン２１、及び発電機２２は工場段階でアラインメントを調整され、鋼製架台１０に固定される。鋼製架台１０の下面には蒸気タービン２１の復水器２５が取り付けられている。
【００２６】
鋼製架台１０及び復水器２５は地盤Ｇの上に懸架機構３０で支持される。懸架機構３０の主体をなすのは複数の圧縮コイルバネ３１であり、これに図示しない減衰機構が組み合わせられる。
【００２７】
鋼製架台１０の内部には図２に見られるような格子構造１１が形成されている。格子構造１１は、上から見て縦方向に延びる壁と横方向に延びる壁を組み合わせ、平面形状矩形で、鉛直方向に所定の厚みを有する単位格子１２を多数形成したものである。格子構造１１は、鋳鋼の鋳造により、あるいは厚鋼板の溶接により、形設することができる。なお格子構造１１は平面形状矩形の単位格子１２の集積に限定される訳ではない。他の形状、例えばハニカム形状であっても構わない。
【００２８】
鋼製架台１０の内部には制振機構が設けられる。以下、制振機構の実施形態を図３以下の図に基づき説明する。
【００２９】
制振機構の第１実施形態を図３に示す。第１実施形態において制振機構を構成するのは動吸振器４０である。動吸振器４０は質量ｍを備えた質量要素４１と動バネ定数ｋを備えたバネ要素４２からなる。この動吸振器４０を、鋼製架台１０の中でも振動が大きい部分の単位格子１２の中に取り付ける。なお動吸振器４０の数は１個に限られない。必要な箇所に必要な数だけ取り付ければよい。
【００３０】
この構成によると、周知の動吸振器４０により、制振機構を容易に構成できる。また、特定の軸方向の振動が問題になるとき、動吸振器４０の配置方向を適切に設定してこの振動を低減することができる。
【００３１】
制振機構の第２実施形態を図４に示す。第２実施形態において制振機構を構成するのは動吸振器４５である。動吸振器４５は第１実施形態の動吸振器４０に粘性減衰係数ｃを備えた減衰要素４６を加えたものである。減衰要素４６の存在により、動吸振器４５は動吸振器４０以上の制振能力を得ている。動吸振器４０と同様、動吸振器４５は必要な箇所に必要な数だけ取り付けられる。
【００３２】
この構成によると、周知の動吸振器４５により、制振効果の大きい制振機構を容易に構成できる。また特定の軸方向の振動が問題になるとき、動吸振器４５の配置方向を適切に設定してこの振動を低減することができる。
【００３３】
制振機構の第３実施形態を図５に示す。第３実施形態において制振機構を構成するのは単位格子１２の内部に組み込まれた吸振ゴムブロック５０である。吸振ゴムブロック５０は単位格子１２の内部を満たす形状になっており、単位格子１２から伝えられる振動を吸収し、あるいは減衰させて制振を行う。
【００３４】
この構成によると、吸振ゴムブロック５０という単純な構成要素により制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。
【００３５】
制振機構の第４実施形態を図６に示す。第４実施形態において制振機構を構成するのは電磁アクチュエータ５５である。電磁アクチュエータ５５は、単位格子１２の一方の壁に取り付けられたコイル５６と、単位格子１２の他方の壁にバネ要素５７を介して取り付けられた鉄心５８である。鉄心５８はコイル５６の中に相対変位可能に挿通されている。コイル５６に通電した状態でコイル５６と鉄心５８を相対移動させようとすると、電磁力による抵抗が加わる。この抵抗により制振力を得ることができる。
【００３６】
この構成によると、制振機構を容易に構成できる。また、コイル５６に流す電流の増減により制振力を調整することも可能である。
【００３７】
制振機構の第５実施形態を図７に示す。第５実施形態において制振機構を構成するのは単位格子１２の壁に添着した制振鋼板６０である。１対の制振鋼板６０が単位格子１２の壁を挟むように配置されており、各制振鋼板６０は単位格子１２から伝えられる振動を吸収し、あるいは減衰させて制振を行う。制振鋼板６０はボルトやリベットのような締結要素を用いて添着することもできるし、接着剤を用いて添着してもよい。
【００３８】
この構成によると、制振鋼板６０という単純な構成要素により制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。
【００３９】
制振機構の第６実施形態を図８、９に示す。第６実施形態において制振機構を構成するのは単位格子１２の壁に所定の締付力で締付固定した摩擦板６５である。１対の摩擦板６５が単位格子１２の壁を挟むように配置され、ボルト６６、ナット６７、ワッシャ６８を用いて締付固定されている。構成架台１０が振動すると単位格子１２の壁と摩擦板６５の間にすべりが生じる。この時の単位格子１２の壁と摩擦板６５との間の摩擦により振動が減衰し、制振効果が生じる。
【００４０】
この構成によると、摩擦板６５及び締付手段という単純な構成要素により制振機構を容易に構成できる。構造が極めて単純であるため故障しにくく、保守点検を殆ど必要としない。なお、摩擦板６５を制振鋼板で構成すれば、制振鋼板自身の減衰特性と摩擦による減衰効果の両方が働き、より強力な制振効果を得ることができる。
【００４１】
制振機構の第７実施形態を図１０に示す。第７実施形態において制振機構を構成するのは液体容器７０及びその中に封じ込められた多孔立体７１である。液体容器７０はステー７２を介して、多孔立体７１はステー７３を介して、それぞれ単位格子１２の壁に取り付けられている。多孔立体７１は、図では立方体形状に描かれているが、その形状に限定はなく、例えば球であってもよい。液体容器７０の形状についても同様である。多孔立体７１の孔７４は連続気泡発泡体のように互いがつながっており、液体容器７０の中の液体７５がその中を通り抜ける。液体容器７０と多孔立体７１の相対移動を可能にし、且つ液体７５の漏洩を防ぐべく、ステー７３と液体容器７０は蛇腹状のラバーブーツ７６で連結されている。
【００４２】
鋼製架台１０が振動すると液体容器７０と多孔立体７１との間に相対移動が生じる。これに伴い液体７５が孔７４の中を流動するが、孔７４が小さいうえに流路が複雑なため、流れに対し粘性抵抗が働き、この粘性抵抗が減衰力として作用する。液体７５がどの方向に流動しても粘性抵抗が発生するので、振動の方向に関わらず制振効果を得ることができる。
【００４３】
液体容器７０と多孔立体７１の相対移動の方向によってはラバーブーツ７６に伸縮が生じ、液体容器７０の内容積が変化する。この問題に対処しようと思えば、例えば弾力に富むゴム袋に空気を封入したブラダカプセル７７を液体容器７０の中に入れておくか、あるいは単純に液体７５の一部を気体に置き換えておけばよい。
【００４４】
上記各実施形態のように鋼製架台１０の内部に制振機構を設けるということをせず、鋼製架台１０とそれを収容する建物との間で制振を行わせることもできる。その一例を図１１に示す。図１１の鋼製架台１０は加速度センサ８０を備え、また周囲には複数のシリンダ８１が配置されている。許容値を超える振動が鋼製架台１０に生じたことを加速度センサ８０が検知すると、シリンダ８１からプランジャ８２が突出して建物の壁８３に当たる。プランジャ８２と壁８３の間の摩擦が減衰力となって鋼製架台１０の振動は抑制される。プランジャ８２をシリンダ８１から突出させるのは油圧、空圧、電磁力、バネ力のいずれであってもよい。
【００４５】
以上本発明の各実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また本発明の実施形態は互いに排他的なものではないので、１基の鋼製架台に対し複数の実施形態の制振機構が設けられたとしても何ら問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は鋼製架台に機器を設置する構成の発電プラントに広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】発電プラントの概略構成図
【図２】鋼製架台の内部構造の部分斜視図
【図３】制振機構の第１実施形態の概略構成図
【図４】制振機構の第２実施形態の概略構成図
【図５】制振機構の第３の概略構成図
【図６】制振機構の第４実施形態の概略構成図
【図７】制振機構の第５実施形態の概略構成図
【図８】制振機構の第６実施形態の概略構成図
【図９】図８のＡ方向矢視図
【図１０】制振機構の第７実施形態の概略構成図
【図１１】異なるアプローチによる鋼製架台制振手段を示す概略構成図
【符号の説明】
【００４８】
１    発電プラント
１０  鋼製架台
１１  格子構造
１２  単位格子
２０  ガスタービン
２１  蒸気タービン
２２  発電機
２５  復水器
３０  懸架機構
４０、４５  動吸振器
５０  吸振ゴムブロック
５５  電磁アクチュエータ
６０  制振鋼板
６５  摩擦板
７０  液体容器
７１  多孔立体
【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】
2007016599.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007016599.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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