(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンパッケージ，発電機パッケージ，減速機パッケージ，起動装置パッケージに分割され、各パッケージは回転軸を介して接続可能に構成された発電機器と、
その長手方向の一方側に輸送車両の駆動部、他方側に車輪部を取付け或いは切り離しが可能に構成されており、前記複数のパッケージに分割された発電機器を搭載可能であって、輸送するときには前記駆動部及び車輪部を取付けることで輸送車両の一部として、現地に据え付けた後には前記駆動部及び車輪部を切り離すことで発電機器の架台として兼用可能に構成した共通ベースと、
該共通ベースを発電機器の架台として現地に据え付けるときにその側面あるいは底面に取付けられ、前記共通ベースを支持すると共にその高さを調節する高さ調節装置とを備え、
前記共通ベースは、該共通ベースを架台として現地に据え付けた後、前記共通ベースと隣合せに配置した他の輸送車両から前記複数のパッケージに分割された発電機器を前記共通ベース上にスライド移動させて搭載するスライド機構を有し、
該スライド機構によって各パッケージを前記共通ベース上で移動させて位置決めすることにより、前記複数のパッケージに分割された発電機器を前記架台と兼用した共通ベース上で組み立てるようにし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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タービン発電プラントを現地で据え付ける際の据付工期の短縮化を図ったものとしては、例えば特開平１１−６２６２１号公報，特開２００１−１７３４０８号公報，特開平１１−１３４１６号公報に記載の技術がある。
【０００３】
なお、上記の特開平１１−６２６２１号公報には、起動装置，潤滑油装置，制御油装置及び潤滑油タンクからなる補器類をユニット化し、ガスタービンユニットと一体的に建屋内に配置するようにしたことが記載されている。
【０００４】
また、特開２００１−１７３４０８号公報には、タービン，発電機等の機器と鋼製架台とを一体的に固定してモジュール体として形成して、このモジュール体を輸送機関によって据付場所たる建屋に輸送し、建屋に設けられた基礎架台に弾性支持装置および防振支持装置を介して据え付けるようにしたことが記載されている。
【０００５】
また、特開平１１−１３４１６号公報には、架台を鉄骨軸組および鋼製パネルによって構成される鉄骨鋼板製として、この鉄骨鋼板製架台の上部にガスタービン，発電機および蒸気タービンを支承させ、かつ鉄骨鋼板製架台の内部空間にガスタービン，発電機および蒸気タービンの制御油系，潤滑油系，冷却水系等の補器および配管，電機計装機器を内蔵するようにしたパッケージ型発電プラントが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術では、ガスタービン，蒸気タービン，発電機等の発電機器と、これら発電機器を設置する架台とを一体的に構成して、現地据付場所に輸送することが記載されているが、発電設備の規模等の問題から一体化して輸送できない場合には、発電機器を複数に分割して据付場所まで輸送すると共に、設置場所の土建工事を行って、据付現地にてコンクリート基礎架台を製作し、個々に輸送された発電機器を架台上に設置，組み立てを行う必要が有り、従って発電設備の据付工期が長期化してしまう。
【０００７】
また、基本的に発電設備は永続的な使用を考えて設置されているため、一旦据え付けた発電設備を別の場所に移設するには、繁雑な分解作業が必要となってしまう。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、現地での据え付け工程を簡略化し、据え付けた発電設備の移動を容易にしたタービン発電設備を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のタービン発電設備は、タービンパッケージ，発電機パッケージ，減速機パッケージ，起動装置パッケージに分割され、各パッケージは回転軸を介して接続可能に構成された発電機器と、その長手方向の一方側に輸送車両の駆動部、他方側に車輪部を取付け或いは切り離しが可能に構成されており、前記複数のパッケージに分割された発電機器を搭載可能であって、輸送するときには前記駆動部及び車輪部を取付けることで輸送車両の一部として、現地に据え付けた後には前記駆動部及び車輪部を切り離すことで発電機器の架台として兼用可能に構成された共通ベースと、該共通ベースを発電機器の架台として現地に据え付けるときにその側面あるいは底面に取付けられ、前記共通ベースを支持すると共にその高さを調節する高さ調節装置とを備え、前記共通ベースは、該共通ベースを架台として現地に据え付けた後、前記共通ベースと隣合せに配置した他の輸送車両から前記複数のパッケージに分割された発電機器を前記共通ベース上にスライド移動させて搭載するスライド機構を有し、該スライド機構によって各パッケージを前記共通ベース上で移動させて位置決めすることにより、前記複数のパッケージに分割された発電機器を前記架台と兼用した共通ベース上で組み立てるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明ではガスタービン発電設備を例に用いて説明するが、蒸気タービンやディーゼルエンジン等を用いた発電設備にも適用することが可能である。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例である発電設備の運用時の状態を示す図である。なお、図１（ａ）は本実施例の発電設備を上方向から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す発電設備の側面図である。
【００１２】
本実施例の発電設備は、回転軸１により連結されたガスタービン２，減速機３，発電機４，起動装置５が共通ベース６上に固定されている。また、ガスタービン２にはガスタービン２に吸気を供給する吸気ダクト１１と、ガスタービン２の排気を外部に排出する排気ダクト１０が接続される。本実施例では、排気ダクト１０はガスタービン２の上部に設置し、吸気ダクト１１は、ガスタービン２の隣りの地面上に設置して、吸気ダクトの一端をガスタービンの吸気口に接続するように配置している。また、本実施例では前述した吸気ダクト１１とは反対方向で、共通ベース６と近接する位置に潤滑油タンク・補機パッケージ１２を設置している。この潤滑油タンク・補機パッケージは、ガスタービン２，減速機３，発電機４等に潤滑油が供給可能なように、相互に接続される。なお、排気ダクト１０，吸気ダクト１１，潤滑油タンク・補機パッケージ１２は、共通ベース６上にガスタービン２，減速機３，発電機４，起動装置５が設置された後に配置し、接続されるが、順番はこの限りではない。
【００１３】
共通ベース６は複数のランディングギア７によって、地面上で支持されている。共通ベース６はＨ鋼や鋼板を溶接、あるいはボルト等の締結体により締結し製作される。また、Ｈ鋼や鋼板の代わりに鋼管を用いることで、共通ベース６をより軽く、高剛性の構造とすることができる。さらに、鋼の代わりにアルミ合金等の比強度の高い材質を用いることで、より重量を低減することが可能である。
【００１４】
本実施例では、ガスタービン２，減速機３，発電機４，起動装置５等を回転軸１により連結された発電設備は、共通ベース６上に固定されるように構成している。従来では、発電設備を設置するコンクリート架台の製作に莫大な工期と費用がかかっていたが、本実施例ではこのコンクリート架台の代わりに共通ベース６を用いることにより、工期と費用が大幅に低減できる。
【００１５】
共通ベース６の側面あるいは底面には、共通ベース６を支持すると共に、共通ベース６の高さを調節可能な高さ調節装置としてランディングギア７を取付けている。ランディングギア７は、共通ベース６及び共通ベース６上の発電装置の重量を支え、油圧等によって各々独立して長さを変えることができる。これにより、共通ベース６の高さを自由に調節でき、且つ発電設備を設置する共通ベース６の設置面を水平に保つことができる。
【００１６】
図２は、ランディングギア７にて共通ベース６の高さの調節例を示した図である。図２に示すように、斜面など水平でない地面の上でも、ランディングギア７の高さを調節することにより、共通ベース６および共通ベース上の発電装置を水平に保つことができる。
【００１７】
図３は、蒸気タービン設備との組み合わせた構成例を示す図である。図１に示す実施例では、ガスタービンで構成された発電設備について説明したが、共通ベース６を用いた発電設備を図３のように設置することで、コンクリート架台８に据え付けられた蒸気タービン９等と組み合わせて使用することもできる。すなわち、コンクリート架台に設置された蒸気タービン９の回転軸と、共通ベース６に設置するガスタービン２の回転軸１とを同一の高さとなるように、共通ベース６のランディングギア７の調節することにより、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせて設置することが可能となる。
【００１８】
また、本実施例では共通ベース６上に発電装置を搭載した状態で、ランディングギア７の高さを変えることができることから、メンテナンスの際にはランディングギア７を伸ばし、共通ベース６の高さを上げて、共通ベース６下の作業スペースを大きくすることができる。従来のコンクリート架台ではガスタービン２等の発電装置の下に作業員が入ることは、空間的に困難であったが、本実施例では作業員が発電装置の下に入り、メンテナンス等の作業を行うことができる。逆に、ランディングギア７高さを低くすることで、発電装置の高さが下がり、大掛かりな足場等を組むことなく発電装置の上部のメンテナンス等を行うことができる。
【００１９】
図４は、ランディングギアと地面との間に敷板を取付けた状態を示す図、図６は、ランディングギアを設置する地盤を強化した図である。共通ベース６を支持するランディングギア７の接地面は従来のコンクリート架台のような頑強な地盤である必要はなく、ランディングギア７と地面との接地部の構造を、地盤強度に応じて変更することにより対応する。ランディングギア７を据え付ける前に地盤の調査を行い、地耐力Ｎ（地盤許容支持力）を求めておく。ランディングギア７に作用する荷重Ｆをランディングギア７接地面積Ａで割った値Ｆ／Ａが地耐力Ｎより小さい場合は、ランディングギア７をそのまま地面に設置する。もしＦ／ＡがＮ以上である場合は、図４に示すように設置面積Ｓの敷板１３をランディングギア７と地面の間に挟み、設置する。ここでＳはＦ／Ｓ＜Ｎを満たす寸法とする。
【００２０】
あるいは、図５のようにランディングギア７接地部近傍の地面を掘り下げ、玉砂利１４等を敷詰めることにより地盤強度をＦ／Ａ＞Ｎとなるようにする。地盤強度を上げる方法をとる場合でも、ランディングギア７近傍のみの処置でよく、また地盤強度に応じた最小限の処置で済むため、従来のコンクリート架台を築くことに比べて、格段に簡便であり、工期，費用とも小さくて済む。
【００２１】
次に、本実施例の発電設備の輸送，据え付け時の詳細について説明する。
【００２２】
図６は、発電設備の輸送時の状態図を示す。輸送時には、輸送重量，輸送寸法の制限から、タービン発電設備を複数のパッケージに分割して輸送する。尚、図７では（ａ）吸気ダクト，（ｂ）共通ベース，（ｃ）ガスタービンパッケージ，（ｄ）排気ダクト，（ｅ）制御パッケージ，（ｆ）潤滑油タンク，補機パッケージ，（ｇ）発電機，起動装置のモジュールを表している。発電設備を複数のパッケージに分割することで、輸送には輸送車両、例えば汎用のトレーラを用いることが可能となる。汎用のトレーラを使用するため、一般の公道を法規の定める範囲内で自由に走行することがでる。また、トレーラごと船舶に乗せたり、飛行機に乗せたりすることも可能である。
【００２３】
図７は、共通ベースを輸送トレーラ（トレーラ荷台）と一体化させた構成を示す図である。本実施例の共通ベース６は、パッケージ化された発電設備をトレーラ上に搭載物として搭載させる他に、図７のように共通ベース６自体に車輪部１５を取付けて、車体として走行する構造をとることもできる。この場合、現地到着して共通ベース６を据え付けた後には、駆動部１６と車輪部１５を切り離し(着脱)可能な構造とすることで、発電装置稼動時、駆動部１６と車輪部１５を別の用途に使うことができる。
【００２４】
また、図６（ｂ）に示すように、共通ベース６の上には輸送中、他の発電装置の一部である減速機３等を搭載して走行することも可能である。共通ベース６上に他の発電装置を搭載して走行する場合、荷重バランスの面で、発電装置は共通ベース６の中央部等、特定の位置に載せることが必要となることがあり得る。この場合には、図８に示すような共通ベース６上の長手方向に延伸させた長手方向レール１７を取付けておき、図９のように共通ベース６上に設置する発電設備の共通ベースの設置面側に長手方向スライド機構１８、例えば長手方向レール１７の凹部と嵌め合わせ可能な凸部形状の機構を付けておくことで、輸送時には共通ベース６の中央部に配置しておき、現地据え付け時に共通ベース６上をレール１７に沿って移動させ、共通ベース６の所定の位置に持ってくることができる。
【００２５】
図１０は、発電設備の据え付け時の手順について説明した図である。図６に示したように、複数にパッケージ化された発電設備を複数台のトレーラによって設置場所まで輸送した後、まず共通ベース６を地面に据え付ける。
【００２６】
次に、共通ベース６の据え付け手順について、図１１を用いて説明する。先ず、図１１（ａ）に示すように、共通ベース６を輸送するトレーラ２０を設置場所に運び、図１１（ｂ）のように共通ベース６に据え付け用のジャッキ１９を取付ける。次に、図１１（ｃ）のように据え付け用のジャッキ１９を地面まで伸ばし、さらに伸ばすことで共通ベース６をトレーラ２０から浮かせる。そして、トレーラ２０に荷重が係らない状態にした後、図１１（ｄ）のようにトレーラ２０を移動させ共通ベース６のみを残す。据え付け用のジャッキ１９長さを短くし、地面から所定の高さまで持ってくる。図１１（ｅ）に示すように、共通ベース６にランディングギア７を取付け、共通ベース６を支持した後、据え付け用のジャッキ１９を取外す。
【００２７】
以上説明した工程を行うことで、クレーン等、他の機器を用いることなく、容易に共通ベース６を設置することができる。なお、据え付け用のジャッキ１９を用いずにランディングギア７を据え付け時のジャッキ１９と兼用してもよい。また、据え付け用のジャッキ１９及びランディングギア７は輸送時に共通ベース６に取付けておくことができ、輸送の妨げになるような場合には、現地で共通ベース６に取付けることもできる。
【００２８】
次に、図１０を用いて発電装置の据え付け手順について説明する。前述したように共通ベース６を据え付けた後、本実施例では、図１０（ａ）に示すように、ガスタービンパッケージ２が搭載された輸送トレーラ２１を共通ベース６の脇に横付けする。次に、ガスタービンパッケージ２の共通ベース６の設置面に設けられたスライド移動機構を用いて、ガスタービンパッケージ２を共通ベース６に搭載する。本実施例では、このスライド移動機構を用いることにより、クレーン等の大掛かりな装置を使うことなく、容易に共通ベース６に搭載することが可能となる。
【００２９】
ガスタービン２を共通ベース６に固定した後、次に図１０（ｂ）のように発電機輸送トレーラ２２を共通ベース６脇に横付けし、図１０（ａ）のガスタービン２と同様に発電機４をスライド移動させて共通ベース６上に搭載する。他にも発電装置がある場合には図１０（ａ），（ｂ）と同様にして共通ベース６に搭載し、固定する。なお、上記した説明ではガスタービンパッケージの次に発電機を共通ベース６に搭載する例を述べたが、共通ベース６に積載する順番は自由に決めることができる。
【００３０】
共通ベース６の発電装置を搭載する面は機械加工によって仕上げられているため、共通ベース６上の発電装置間の位置関係も精度良く据え付けることができる。
【００３１】
また、共通ベース６は長さが可変のランディングギア７で支えられているため、発電装置を輸送用トレーラから共通ベース６に移動させる際、共通ベース６高さを輸送用トレーラの荷台の高さに自由に合わせることができる。
【００３２】
以下、スライド移動機構の具体構成例について説明する。
【００３３】
図１２は、共通ベースに取付けたスライド移動用装置を示す。図１２に示すように、共通ベース６には共通ベースの幅方向に延伸する幅方向レール２３を備えている。この幅方向レール２３は、分割された個々の発電設備のパッケージを共通ベース上に搭載する際に、共通ベース６の幅方向にガイド可能な構成となっており、図１２ではその一例として、搭載面側に凹部を形成した幅方向レールを図示している。
【００３４】
一方、図１３に示すようにガスタービンパッケージ側には、共通ベース６上に設置する発電設備の共通ベースの設置面側に、共通ベース６の幅方向に沿って延伸させた幅方向スライド機構２６、例えば幅方向レール２３の凹部と嵌め合わせ可能な凸部形状の機構を備えている。この幅方向スライド機構２６と幅方向レール２３位置を合わせることで、ガスタービン２を幅方向レール２３に沿って移動させる。完全にガスタービン２が共通ベース６に乗り移った後、ガスタービンパッケージ輸送用トレーラ２１を共通ベース６脇から移動させる。共通ベース６上のガスタービンパッケージ２は、共通ベース６に設けられた基準点と合わせる等して位置を決めた後、共通ベース６に固定する。ガスタービン２は共通ベース上６に精度良く取付けられた幅方向レール２３上を移動するため、特別な調整を行うことなく、共通ベース６上の正確な位置に据え付けることができる。
【００３５】
なお、発電設備が不要となった場合には、据え付け時と逆の手順を実施することにより、容易に撤去でき、さらに別の場所に輸送し、据え付けることにより、発電設備として再利用することができる。発電設備を撤去した後の場所もコンクリート基礎架台等残っていないため、別の目的にすぐに利用することができる。
【００３６】
また、共通ベース６上の発電設備の一部のユニットが故障した場合には、空のトレーラを故障ユニット脇に横付けし、据え付け時と逆手順で共通ベース６からトレーラに載せて撤去し、その後、代替のユニットを搭載したトレーラを共通ベースに横付けして、スライドさせ共通ベース６に搭載することで、容易に故障ユニットを交換することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例では、発電設備を搭載する架台として共通ベースを用いるようにしたので、従来のコンクリート基礎架台の施工を行うことなく、発電設備が必要な際には架台自体をすぐに他の発電装置とともに設置場所に持ち込むことができ、工期の大幅な短縮とコストの削減が可能となる。
【００３８】
また、従来では、コンクリート基礎架台ができた後にこの基礎架台上にガスタービン，蒸気タービン，発電機等の発電装置を据え付ける際には、大型クレーンを使用するのが一般的であり、手間とコストがかさんでしまう問題があった。これに対して、本実施例ではスライド移動機構を用いているので、大型クレーン等の特別な機器を用いることなく、基礎架台である共通ベースに発電装置を据え付けることができる。また、発電設備はスライド移動機構を用いることにより簡単に移設することができ、故障時のユニット交換も簡単にできる。
【００３９】
さらには、共通ベースはトレーラ等の輸送機関で自由に運搬ができ、据え付け及び撤去も容易にできるため、一旦据え付けた後、他の場所に移設することも容易にできる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、現地での据え付け工程を簡略化し、据え付けた発電設備の移動を容易にした発電設備を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るガスタービン発電設備の全体構成図。
【図２】ガスタービン発電設備を斜面上に据え付けた場合の側面図。
【図３】ガスタービン発電設備をコンクリート架台に据え付けられた蒸気タービンと組み合わせて設置した場合の側面図。
【図４】共通ベースを支持するランディングギアと地面の間に面圧調整用の敷板を取付けた状態を示す図。
【図５】共通ベースを支持するランディングギア下の地面の地盤を強化した状態を示す図。
【図６】輸送する共通ベース及び発電装置をトレーラに搭載した状態を示す図。
【図７】共通ベースを輸送トレーラと一体化した構成を示す図。
【図８】長手方向のレールを備えた共通ベースを示す図。
【図９】共通ベース上を長手方向にスライドさせるためのローラを備えた発電装置パッケージの図。
【図１０】発電装置の据え付け手順を示した図。
【図１１】共通ベースの据え付け手順を示した図。
【図１２】共通ベースに取り付けたスライド移動用装置を示す図。
【図１３】共通ベース上を幅方向にスライドさせるためのローラを備えた発電装置パッケージの図。
【符号の説明】
１…回転軸、２…ガスタービン、３…減速機、４…発電機、５…起動装置、６…共通ベース、７…ランディングギア、８…コンクリート架台、９…蒸気タービン、１０…排気ダクト、１１…吸気ダクト、１２…潤滑油タンク・補機パッケージ、１３…敷板、１４…玉砂利、１５…車輪部、１６…駆動部、１７…長手方向レール、１８…長手方向スライド機構、１９…据え付け用ジャッキ、２０…共通ベース輸送用トレーラ、２１…ガスタービン輸送用トレーラ、２２…発電機輸送用トレーラ、２３…幅方向レール、２６…幅方向スライド機構。
【図１】
0004366034.tif 000002
【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】
0004366034.tif 000008
【図８】
0004366034.tif 000009
【図９】
0004366034.tif 000010
【図１０】
0004366034.tif 000011
【図１１】
0004366034.tif 000012
【図１２】
0004366034.tif 000013
【図１３】
0004366034.tif 000014