(57)【要約】【課題】大掛かりな補強材や特別な制震装置を用いることなく耐震性を向上させることができるタービン発電機架台及びタービン発電設備を提供することを目的とする。【解決手段】タービン１１及び発電機１２を有するタービン発電機１０を支持するタービン発電機架台２０において、タービン建屋内に立設された複数の柱脚部２１ａ−２１ｆと、柱脚部２１ａ−２１ｆによってタービン建屋の床面２００から上方に離間した位置に支持された階床部２２ａ，２２ｂとを備え、最上階の階床２２ｂにタービン１１及び発電機１２を搭載するとともに、階床部２２ａ，ｂ，ｄ及び柱脚部２１ａ，２１ｄに跨ってタービン発電機１０で使用する油を貯留するオイルタンク２３を内蔵していることを特徴とする。【選択図】図１
2012026369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン及び発電機を有するタービン発電機を支持するタービン発電機架台において、
タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、
これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部とを備え、
最上階の前記階床に前記タービン及び前記発電機を搭載するとともに、前記階床部及び前記柱脚部の少なくとも一方に前記タービン発電機で使用する油を貯留するオイルタンクを内蔵している
ことを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項２】
請求項１のタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、垂直方向に比べて水平面方向に広がった形状に形成されており、前記階床部に内蔵されていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項３】
請求項２のタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、前記階床部と前記柱脚部との境界を跨いで前記柱脚部内部まで延びていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項４】
請求項２又は３のタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、最上階の前記階床部の前記タービン発電機の周囲に内蔵されていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項５】
請求項１−４のいずれかのタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、平面視でコの字状に形成されていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項６】
請求項１−４のいずれかのタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、平面視で一文字状に形成されていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項７】
請求項１−４のいずれかのタービン発電機架台において、前記オイルタンクは、平面視でＬ字状に形成されていることを特徴とするタービン発電機架台。
【請求項８】
タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、
これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部と、
タービン及び発電機を有し最上階の前記階床に搭載されたタービン発電機と、
前記タービン発電機で使用するオイルを貯留し、前記階床部及び前記柱脚部の少なくとも一方に内蔵されたオイルタンクと
を備えたことを特徴とするタービン発電設備。
【請求項９】
タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、
これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部と、
タービン及び発電機を有し最上階の前記階床に搭載されたタービン発電機と、
前記タービン発電機で使用するオイルを貯留し、前記階床部に搭載されたオイルタンクと
を備えたことを特徴とするタービン発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタービン発電機架台及びタービン発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン発電機架台（以下「Ｔ−Ｇ架台」という）は、一般的に鉄骨や鉄筋コンクリート等で構成されている。タービンや発電機は発電設備の構成要素の中で特に重要な機器であり、これらを支持するＴ−Ｇ架台には地震荷重を考慮した設計が求められる。耐震性を考慮したＴ−Ｇ架台の例としては、高地震地域への適用を想定して鉄筋コンクリート造りの耐震壁を設置して剛性を高めたもの（特許文献１等参照）、ばねや流体を用いた制震装置を設置して振動軽減を図ったもの（特許文献１等参照）等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２４５６９９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたＴ−Ｇ架台のように鉄筋コンクリート造りの耐震壁を設置すると、Ｔ−Ｇ架台周辺のスペースを耐震壁によって制約してしまい、配管ルートが制限されてしまう可能性がある。また、特許文献２に記載されたＴ−Ｇ架台のようにばねや流体を用いた制震装置により制震する構成では、制震装置自体が特別かつ複雑な装置である上、この制震装置をＴ−Ｇ架台とタービン建屋の間に設置するのに工程が増加する。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、大掛かりな補強材や特別な制震装置を用いることなく耐震性を向上させることができるタービン発電機架台及びタービン発電設備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】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、タービン及び発電機を有するタービン発電機を支持するタービン発電機架台において、タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部とを備え、最上階の前記階床に前記タービン及び前記発電機を搭載するとともに、前記階床部及び前記柱脚部の少なくとも一方に前記タービン発電機で使用する油を貯留するオイルタンクを内蔵していることを特徴とする。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記オイルタンクは、垂直方向に比べて水平面方向に広がった形状に形成されており、前記階床部に内蔵されていることを特徴とする。
【０００８】
（３）上記（２）において、好ましくは、前記オイルタンクは、前記階床部と前記柱脚部との境界を跨いで前記柱脚部内部まで延びていることを特徴とする。
【０００９】
（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記オイルタンクは、最上階の前記階床部の前記タービン発電機の周囲に内蔵されていることを特徴とする。
【００１０】
（５）上記（１）−（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記オイルタンクは、平面視でコの字状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
（６）上記（１）−（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記オイルタンクは、平面視で一文字状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
（７）上記（１）−（４）のいずれかにおいて、好ましくは、前記オイルタンクは、平面視でＬ字状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
（８）上記目的を達成するために、また本発明のタービン発電設備は、タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部と、タービン及び発電機を有し最上階の前記階床に搭載されたタービン発電機と、前記タービン発電機で使用するオイルを貯留し、前記階床部及び前記柱脚部の少なくとも一方に内蔵されたオイルタンクとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
（９）上記目的を達成するために、また本発明のタービン発電設備は、タービン建屋内に立設された複数の柱脚部と、これら柱脚部によって前記タービン建屋の床面から上方に離間した位置に支持された一又は複数の階床部と、タービン及び発電機を有し最上階の前記階床に搭載されたタービン発電機と、前記タービン発電機で使用するオイルを貯留し、前記階床部に搭載されたオイルタンクとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、大掛かりな補強材や特別な制震装置を用いることなく耐震性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す側面図、図２はその正面図、図３は平面図である。なお、以下の説明において、タービン側（図１中の左側）をタービン発電設備の前方、発電機側（図１中の右側）を後方とする。
【００１９】
図１−図３に示したように、本実施形態のタービン発電設備１００は、タービン発電機１０と、このタービン発電機１０を支持するタービン発電機架台２０とを備えている。なお、以下の説明において、タービン発電機架台２０をＴ−Ｇ架台２０と略する。
【００２０】
タービン発電機１００は、互いの軸が連結されたタービン１１及び発電機１２を有していて、作動流体のエネルギーをタービン１１で変換して得た回転動力を発電機１２で電気エネルギーに変換する。タービン１１、発電機１２ともＴ−Ｇ架台２０の最上階（本実施形態では３階）に据え付けられている。特に図示していないが、タービン１１が蒸気タービンの場合にはタービン１１の下方に復水器が設置され、タービン１１がガスタービンの場合にはタービン１１と同軸上に空気圧縮機（図示せず）が設けられる。
【００２１】
Ｔ−Ｇ架台２０は、タービン建屋（床面２００のみ図示）内に立設された複数（本実施形態では６本）の柱脚部２１ａ−２１ｆと、これら柱脚部２１ａ−２１ｆによってタービン建屋の床面２００から上方に離間した位置に支持された一又は複数（本実施形態では２つ）の階床部２２ａ，２２ｂと、タービン発電機１０で使用するオイルを貯留するオイルタンク２３とを備えている。柱脚部２１ａ−２１ｆ及び階床部２２ａ，２２ｂとも、例えば鉄骨や鉄筋コンクリート等で構成されている。本実施形態では、最上階である３階の階床部２２ｂにはタービン発電機１０を搭載し、２階の階床部２２ａにはオイルタンク２３のオイルを吐出してタービン発電機１０（特にタービン１１）に供給する油ポンプ１３等の周辺機器を搭載している。
【００２２】
なお、図１−図３では、柱脚部２１ａ−２１ｆと階床部２２ａ，２２ｂとは実際には一体に形成されているが、便宜上、タービン建屋の床面２００（適宜「１階」と記載する）から最上階（本実施形態では３階）まで通して鉛直に延びる部分（図１−図３中でハッチングで表示した部分）を柱脚部２１ａ−２１ｆ、柱脚部２１ａ−２１ｆの間を連結して水平に延びる部分を階床部２２ａ，２２ｂとして区別する。
【００２３】
オイルタンク２３は、例えばタービン発電機１０に用いられているベアリング等に供給する潤滑油等を貯留する油槽である。オイルタンク２３自体は鋼板製であり、垂直方向に比べて水平面方向に広がった比較的扁平な形状に形成されていて、最上階（３階）部分の階床部２２ｂの板厚内部において周囲をコンクリートで覆われて内蔵されている。このオイルタンク２３、油ポンプ及びタービン発電機１０は配管１４−１６により接続されている。配管１４−１６におけるＴ−Ｇ架台２０の柱脚部２１ａ−２１ｆや階床部２２ａ，２２ｂを通る部分は、埋設管又はスリーブで接続する。また、オイルタンク２３にはマンホール２３ａが少なくとも一つ設けられている。マンホール２３ａはオイルタンク２３から階床部２２ｂの上面まで延び、メンテナンス時にはマンホール２３ａからオイルタンク２３内へアクセスする。オイルタンク２３にはレベル計（図示せず）が設けられていて、オイルタンク２３内の水位はこのレベル計で管理され、メンテナンス時等を除き、オイルタンク２３には基本的に所定量以上のオイルが常時貯留されている。
【００２４】
ここで、最上階の階床部２２ｂにはタービン１１及び発電機１２をそれぞれ嵌め込む複数（本実施形態では２つ）のピット（図示せず）が鉛直に貫通して設けられているため、これらピットを避けて、平面視で（上方から俯瞰して）タービン発電機１０の周囲に位置するようにコの字状に形成されている。具体的には、便宜上、タービン１１の前後左右の階床部２２ｂをそれぞれ階床部２２ｂａ，２２ｂｂ，２２ｂｃ，２２ｂｄ、発電機１２の左右及び後の階床部２２ｂをそれぞれ階床部２２ｂｅ，２２ｂｆ，２２ｂｇとすると、オイルタンク２３は、タービン１１の前側の階床部２２ｂａ内において左右に延在して柱脚部２１ａ，２１ｄとの境界を跨いで柱脚部２１ａ，２１ｄ内部まで延び、更に柱脚部２１ａ，２１ｄ内部で後方に屈曲し、両端部はタービン１１の左右両側の階床部２２ｂｃ，２２ｂｄの中間部程度まで延在している。
【００２５】
次に本実施形態の作用効果を説明する。
【００２６】
地震発生時等には、Ｔ−Ｇ架台２０から見て、オイルタンク２３内のオイルがＴ−Ｇ架台２０の揺れ方向と相対して反対方向に移動し、オイルタンク２３内のオイルによってＴ−Ｇ架台２０が制震される。
【００２７】
ここで、回転機械であるタービン発電機においてオイルタンクは従来から必須構成要素であったが、従来はＴ−Ｇ架台の１階（地上階、すなわちタービン建屋の床面）に設置されたり、或いはＴ−Ｇ架台に隣接して建設された別架台によって支持されたりしていた。Ｔ−Ｇ架台の１階にオイルタンクを設置した場合には、オイルタンクはタービン建屋の床面で支持され、Ｔ−Ｇ架台では支持されない。Ｔ−Ｇ架台に隣接する別架台でオイルタンクを支持する場合も、当然ながらＴ−Ｇ架台でオイルタンクを支持する構成とは異なる。いずれの場合もオイルタンクはタービン発電機とは別構造物で支持されており、タービン発電機の制震には寄与するものではなかった。
【００２８】
それに対し、本実施形態ではタービン発電機１０の基本構成として従来から必須であったオイルタンク２３をタービン建屋の床面から離してＴ−Ｇ架台２０に内蔵させるという極めて簡便な構成により、タービン発電機の制震手段を実現している。すなわち、元来必須なオイルタンク２３で制震手段を兼用することにより、特殊な制震装置を用意する必要がない。
【００２９】
ところで、例えば貯留量の増減がないように制震専用の液体を貯留したタンクをＴ−Ｇ架台に内蔵し制震手段として利用する構成も考えられるが、これは制震専用の設備を別途追加することに他ならない。対して、タービン１１のベアリング等で使用される潤滑油は閉じた系で循環するものであり、オイルタンク２３の水位変動は小さい。つまり、液体タンクを制震手段として用いるにしても、別途液体タンクを用意する場合に比べてオイルタンク２３を制震手段として利用する本実施形態の構成は極めて合理的な構成と言える。
【００３０】
加えて、耐震壁を設けてＴ−Ｇ架台を補強する構成と異なり、大掛かりな補強構造で配管スペースを過度に制約することもない。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、大掛かりな補強材や特別な制震装置を用いることなく耐震性を向上させることができる。また、特別な制震装置等の追加設備を必要とせず、オイルタンク２３の配置で制震機能を確保することができるので、追加設備設置用のスペースはもとよりＴ−Ｇ架台２０に内蔵したことでオイルタンク２３を設置する床面積も必要なくなり、設備の大型化も抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態においては、オイルタンク２３がコンクリートで周囲を覆われているため、柱脚部や階床部の外部にオイルタンクを設置する従来構成に比べて防火性能が向上する利点も付随する。また、オイルタンクや油ポンプは一般に１階（タービン建屋の床面）に設置されることが多かったが、本実施形態ではオイルタンク２３を３階の階床部２２ｂに内蔵するとともに油ポンプ１３を２階の階床部２２ａに設置しているので、従来構成に比べてタービン発電機、オイルタンク、油ポンプを接続する配管が短縮され、ポンプ揚程を小さくできることもメリットである。
【００３３】
図４は本発明の第２実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す平面図であり、第１実施形態の図３に対応している。第１実施形態と同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態が第１実施形態と相違する点は、オイルタンク２３の配置及び形状である。
【００３５】
すなわち、本実施形態において、オイルタンク２３は平面視でタービン発電機１０の周囲に位置するように一文字状に形成されていて、タービン発電機１０の一の側（本実施形態では右側だが、例えば左側や前側でも良い）に配置されている。本実施形態の場合、オイルタンク２３は、柱脚部２１ｅを跨いで階床部２２ｂｄ，２２ｂｆの内部を前後方向に延在している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
図５は本発明の第３実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す平面図であり、第１実施形態の図３に対応している。第１実施形態と同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００３８】
本実施形態が第１実施形態と相違する点は、オイルタンク２３の配置及び形状である。
【００３９】
すなわち、本実施形態において、オイルタンク２３は平面視でタービン発電機１０の周囲に位置するようにＬ字状に形成されていて、タービン１１の前側の階床部２２ｂａ内において左右に延在して一端は柱脚部２１ａの内部まで延び、他端は柱脚部２１ｄの内部で後方に屈曲し、さらにタービン１１の右側の階床部２２ｂｄまで延在している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４０】
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、以上の第１−第３実施形態においては、オイルタンク２３が柱脚部２１と階床部２２の双方の内部を水平方向に延在する構成を例示したが、Ｔ−Ｇ架台２０の構成によってはオイルタンク２３が柱脚部２１と階床部２２の双方に跨る必要はなく、階床部２２及び柱脚部２１のいずれかのみにオイルタンク２３が内蔵される構成となっても良い。
【００４２】
また、オイルタンク２３をタービン１１の周囲に配置した場合を例示したが、単にオイルタンク２３に制震機能を果たさせる上では、階床部２２の任意の位置にオイルタンク２３を内蔵することができる。配管径路が長くなるが、制震機能を得る上では発電機１２の周囲にオイルタンク２３を内蔵する構成でも良い。
【００４３】
また、Ｔ−Ｇ架台２０が３階建ての場合を例に上げて説明したが、これに限らず、Ｔ−Ｇ架台２０は、２階建て（階床部が１つ）、また必要であれば４階建て以上（階床部が３つ以上）とすることもできる。また、オイルタンク２３は最上階の階床部に限らず、最上階よりも下の階の階床部（３階建のＴ−Ｇ架台であれば、２階部分の階床部等）に内蔵しても良い。油ポンプ１３は、最上階以外の階床部であれば、いずれの階床部に設置しても良い。場合によっては、階床部２２ではなく１階（タービン建屋の床面２００）に油ポンプ１３を設置しても良い。
【００４４】
なお、最上階以外の階床部２２にオイルタンク２３を内蔵する場合、最上階よりも下の階の階床２２においても、例えば復水器を設置するためにタービン１１の下方の領域が吹き抜けになっていることがあるので、このような場合には、上記実施形態と同じく平面視で図３−図５のようにオイルタンク２３を形成し、吹き抜けを避けて階床部２２にオイルタンク２３を内蔵する必要がある。階床部２２に吹き抜けを設ける必要がない場合には、オイルタンク２３を扁平な矩形状に形成し、タービン１１の下方に位置するように階床部２２に内蔵することもできる。
【００４５】
図６は本発明の第４実施形態に係るタービン発電設備の概略構成を表す側面図であり、第１実施形態の図１に対応している。第１実施形態と同様の部材には既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００４６】
本実施形態が第１実施形態と相違する点は、オイルタンク２３を階床部２２ａ上に設置した点である。タービン発電機１０を搭載する３階の階床部２２ｂ上にオイルタンク２３を設けることもできなくはないが、タービン発電機１０の周囲はタービン発電機１０のメンテナンス用のスペースとするため、本実施形態では２階の階床２２ａ上に油ポンプ１３とともにオイルタンク２３を設置している。このとき、復水器を設ける場合等、２階の階床部２２ａのタービン１１の下方の領域を吹き抜けにする場合があるので、このような場合には吹き抜け部分を避けて柱脚部間にオイルタンク２３を設置する。１つのオイルタンク２３では容量が不足する場合には、オイルタンク２３を複数設置することも考えられる。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４７】
本実施形態によっても、オイルタンク２３をタービン発電機１０とともに共通のＴ−Ｇ架台２０で支持するため、オイルタンク２３を制震手段として機能させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０          タービン発電機
１１          タービン
１２          発電機
１３          油ポンプ
１４−１６  配管
２０          タービン発電機架台（Ｔ−Ｇ架台）
２１ａ−ｆ    柱脚部
２２ａ，ｂ    階床部
２２ｂａ−ｇ  階床部
２３          オイルタンク
２３ａ      マンホール
１００        タービン発電設備
２００        タービン建屋の床面
【図１】
2012026369.tif 000003
【図２】
2012026369.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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