JPH1113416A

JPH1113416A - パッケージ型発電プラント

Info

Publication number: JPH1113416A
Application number: JP17201997A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sato; 佐藤　　誠; Hiroshi Tezuka; 洋手塚; Yoshinori Iwazawa; 好則岩沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑油系および制御系配管の圧力損失を低減す
るとともに、機器の容量を低減し、かつ据付場所での付
帯工事の低減を図ることが可能なパッケージ型発電プラ
ントを提供する。【解決手段】架台１上にガスタービン３，発電機４およ
び蒸気タービン５が支承されているパッケージ型発電プ
ラントにおいて、前記架台を、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するとともに、この
鉄骨鋼板製架台の上部にガスタービン３，発電機４およ
び蒸気タービン５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、冷却水系および水素ガス系の補機お
よび配管，さらに電気計装機器を内蔵するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパッケージ型発電プ
ラントの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスタービン，発電機および蒸気
タービンを支承する架台は、鉄筋コンクリート製が一般
的であり、鉄筋コンクリート製の場合その柱脚はコンク
リートが充填されていることから、他の補機の設置スペ
ースとしては制限される。また、鉄筋コンクリート製の
場合、製作工場におけるプレハブ化は困難であり、ガス
タービン，発電機，蒸気タービンは各々機器単位毎に一
体ブロック化し搬入するようにしている。

【０００３】また、鋼板とコンクリートの併用による架
台も一般に知られており、この鋼板とコンクリートの併
用による架台としては、例えば特開昭５９−６４９５
号、特開昭６４−３０６号、特公平３−２０５６２号公
報等に開示されている。これらのものは、いずれも鉄筋
の省略化および架台強度の向上を目的に、鋼板で製作し
たボックス状の柱脚にコンクリートグラウトを充填した
ものである。勿論、この種の架台においても、前述した
架台と同様に補機の設置スペースとしては制限され、ま
た各々機器単位毎に一体ブロック化し搬入することにな
る。

【０００４】また、建設方法に関しては、従来、ガスタ
ービン，発電機および蒸気タービンを支承する架台は、
タービン建屋の建築が始まり建屋の屋根が完成した時期
に鉄筋コンクリート構造物として施工されていた。ま
た、タービンおよび発電機は、架台の完成後にそれぞれ
輸送架構に積載しタービン建屋近傍まで輸送され、それ
以後昇降装置等によりタービンおよび発電機をタービン
建屋開口部まで吊揚げ、吊揚げた後タービン建屋内の設
定位置まで引込み、引込まれた後輸送架構を取り外して
架台上に据付けられていた。

【０００５】また、特開昭６１−１６２６７９号公報に
開示されているように、原子力プラント建屋の建設方法
として、建屋の躯体鉄骨を所定のサイズにモジュール化
することにより、躯体鉄骨に配管、ダクト、トレイおよ
び支持構造物等を先付けしてこれを建設現場に搬入する
ことで作業能率および品質を向上させているものもあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種発電プラントで
は、ガスタービン、発電機、蒸気タービンの制御油系、
潤滑油系、冷却水系水素ガス系の補機、配管および電気
計装機器の設置スペースを広く要し、これが発電所の立
地条件に関連して、各々の機器を結合する配管の圧力損
失、制御信号の応答時間、電気配線の電圧降下といった
損失に繋がっており、さらに鉄筋コンクリート製の架台
や鋼板で製作したボックス状の柱脚にコンクリートグラ
ウトを充填した架台においては、柱脚の占有スペースが
広く、補機、配管等の設置スペースの制限となり前述し
た損失に拍車をかけていた。

【０００７】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、潤滑油系および制御系配管の圧力
損失を低減するとともに、機器の容量を低減し、かつ据
付場所での付帯工事の低減を図ることが可能なこの種の
パッケージ型発電プラントを提供するにある。

【０００８】さらに本発明のもう一つの目的は、ガスタ
ービン、発電機、蒸気タービンの一体モジュール輸送、
搬入を可能とし、さらに機器、配管を含めたパッケージ
化を可能としたこの種のパッケージ型発電プラントを提
供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、架台
上にガスタービン，発電機および蒸気タービンが支承さ
れているパッケージ型発電プラントにおいて、前記架台
を、鉄骨軸組および鋼製パネルによって構成される鉄骨
鋼板製とするとともに、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、冷却水系およ
び水素ガス系の補機および配管さらに電気計装機器を内
蔵するようになし所期の目的を達成するようにしたもの
である。

【００１０】またこの場合、前記鉄骨鋼板製架台に、架
台の内部に設置された補機類への制御油、潤滑油、冷却
水、水素ガス、制御用空気の供給を目的とする外部ユテ
ィリティ配管の取り合い箇所を集約したバルブステーシ
ョン，あるいは電源箱、制御機器類への電源供給、制御
信号の伝達を目的とする外部ケーブルとの取り合い箇所
を集約したターミナルステーションを設けるようにした
ものである。

【００１１】また、前記鉄骨鋼板製架台内部空間に、ガ
スタービンの吸気流入路を形成するようにしたものであ
る。またこの場合、このガスタービンの吸気流入路内
に、流入空気の温度を下げる熱交換機設備を設けるよう
にしたものである。また、前記鉄骨鋼板製架台の鋼板パ
ネルの一部を、前記蒸気タービンの復水器側板を兼ねる
ように形成したものである。また、前記鉄骨鋼板製架台
の架台側面に外気吸入口および吐出ファンを備え、鉄骨
鋼板製架台の内部空間を冷却するように形成したもので
ある。

【００１２】すなわちこのように形成されたパッケージ
型発電プラントであると、架台が、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で、かつこの鉄骨
鋼板製架台の内部空間にはガスタービン，発電機および
蒸気タービンの制御油系、潤滑油系、冷却水系および水
素ガス系の補機および配管さらに電気計装機器が内蔵さ
れるように形成されていることから、ガスタービン，発
電機および蒸気タービンのそれぞれの補機類と結合する
配管が短長なものとなり、かつ屈曲部も少なくなるの
で、潤滑，制御配管の圧力損失が低減されるとともに、
機器の容量を低減することができ、また据付場所での付
帯工事の低減が図れるのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図１には、ガスタービンの下方
から空気を吸気し、ガスタービンで燃焼したガスを軸方
向に排出する下方吸気軸流排気式ガスタービン３とガス
タービン３より排出される燃焼ガスを熱源として蒸気を
発生する図示していない排熱回収ボイラと排熱回収ボイ
ラで発生した熱を駆動蒸気とする蒸気タービン５を備え
るパッケージ型発電プラントの全体構造が示されてい
る。

【００１４】排熱回収ボイラで発生した蒸気は、蒸気タ
ービンで仕事をした後、水に変える復水器で回収され
る。さらにガスタービン３、蒸気タービン５より発生す
る出力は、発電機４に結合され電気エネルギ変換され図
示しない電気系統に供給される。これがパッケージ型発
電プラントの原理であるが、実用化されるこのプラント
は、図１に示すユニットを複数台配置して全体として一
つの発電プラントとするのが一般的である。

【００１５】前述したガスタービン３、発電機４、蒸気
タービン５は、鉄骨鋼板製架台１により支持されてい
る。鉄骨鋼板製架台１は、鉄骨軸組１ａ、鋼板パネル１
ｂにより構成され、鉄骨軸組１ａ、鋼板パネル１ｂは、
鋼材により形成されている。ガスタービン３、発電機
４、蒸気タービン５を支持する架台を鉄骨鋼板製架台１
としたことにより、架台の重量をコンクリート製架台に
くらべ約１／３程度とすることができる。特に、鉄骨鋼
板製架台の下部空間は、コンクリート製架台にくらべ機
器を配置するための配置スペースを広くとることがで
き、有効に活用することができる。

【００１６】図１〜図８は本発明の１実施例を示すもの
であり、同軸上に配置されたガスタービン３、発電機
４、蒸気タービン５はタービン建屋の２、３階の床に相
当する位置に配置されていて、前記ガスタービン３、蒸
気タービン５の軸受、制御弁、加減弁等と配管を介して
接続される油タンク９は、配管長を短くするためガスタ
ービン３、蒸気タービン５の直下の１階床面（地上面）
上に配置されており、配管は鉄骨鋼板製架台１に形成し
た開口（図示せず）を挿通して油供給先に直線的に配置
されている。

【００１７】なお、配管の構造は２重構造となってい
る。潤滑油供給ポンプ６は、油タンク９より潤滑油、制
御油を軸受、弁等に供給する油を潤滑するために設置さ
れるポンプであり、油供給先までの配管長を短くするこ
とで配管の溶接点数および配管の圧力損失を低減でき、
ポンプ容量を低くすることができる。油清浄機７は、油
供給先より戻ってきた油を清浄する為の装置であり、油
清浄機７で清浄した油は、油タンク９に戻る様になって
いる。

【００１８】また、前記発電機４の固定子および回転子
より発生する熱を冷却するために本実施例においては、
水素冷却方式により固定子および回転子を冷却し、冷却
した水素は水素回収槽１０で回収される構造になってい
る。発電機の固定子、回転子を水素にて冷却した場合、
固定子枠を貫通する部分から水素の漏れ，すなわち発電
機軸受部（図示せず）より発電機内水素ガスへの空気の
混入を防止するため、爆発混合気体を形成させない複雑
なシール構造をもつ密封油装置８を配置する。

【００１９】発電機軸受部（図示せず）と配管を介して
接続される密封油装置８は、配管長を短くするため発電
機４の直下に配置する。また、発電機を運転する場合、
発電機内に入った空気を安定した水素に置換するため、
水素置換盤１１を発電機直下に配置する。本実施例に示
すように水素ガス供給先と配管を介して接続される水素
置換盤１１、水素回収槽１０、軸受部と配管を介して接
続される密封油装置８とが直線的に配置されることで水
素ガスの安定供給および漏洩ポテンシャルを低くするこ
とができる。

【００２０】鉄骨鋼板製架台１の内部でありガスタービ
ン３の直下には、吸気流入路１２が設けてあり、吸気流
入路１２をガスタービン３に直接接続することにより、
吸気ダクトの省略を図れる。また、図６に示す様に吸気
流入路１２内に熱交換機設備１８を設置したことによ
り、ガスタービンの燃焼器に空気を供給するための空気
温度を下げることができる。

【００２１】熱交換機設備１８は、冷却水または冷却気
体を流入口１８ａより流入し、流入した冷却水または冷
却気体にて吸気流入路１２内を通る流体空気の温度を下
げる。流入口１８ａより流入した冷却水または冷却気体
は、流出口１８ｂより流出され一定のサイクルで熱交換
機設備１８内を循環する。流入口１８ａおよび流出口１
８ｂは、鉄骨鋼板製架台１の側面に設置する。熱交換機
設備１８を吸気流入路１２内に設置したことによりガス
タービンの燃焼効率の向上が図れる。

【００２２】前述した鉄骨鋼板製架台１の上部に設置し
た蒸気タービン５は、ＨＩＰタービン５ａ、ＬＰタービ
ン５ｂより構成される。ＬＰタービン５ｂの直下には、
ＬＰタービン５ｂに導かれた蒸気を水に変える復水器が
設置される。図２は、復水器一体化の説明図で、この図
に示されているように鋼板パネル１ｂの一部は、復水器
を構成する復水器側板１３として用いられる。さらに復
水器管板１３ｂには、細管１３ａが支持できるようにな
っていて、細管１３ａは製作工場にて挿入し現地に輸送
できる様になっている。

【００２３】鉄骨鋼板製架台１の側面には、鉄骨鋼板製
架台１内部で発生した熱を冷却および換気するために、
外気吸入口１４および吐出ファン１５が設置してある。
図３にベンチレーション構造を示す。ベンチレーション
の構造は、外気吸入口１４より大気を流入し、鉄骨鋼板
製架台１内部に設置した補器類により発生する熱を吐出
ファン１５にて鉄骨鋼板製架台１外へ放出するものであ
る。

【００２４】この場合、熱の流れを考慮し、外気吸入口
１４は、鉄骨鋼板製架台１の側面下部に数箇所設置し、
吐出ファン１５は、鉄骨鋼板製架台１の側面上部に数箇
所設置する。外気吸入口１４、吐出ファン１５を数箇所
設置することにより架台内部に設置する機器類の保護を
行っている。

【００２５】また、鉄骨鋼板製架台１の側面には、バル
ブステーション１６とターミナルステーション１７が設
置してあり、その構造を図４、図５に示す。図４は、バ
ルブステーションの構造の一例を示し、バルブステーシ
ョン１６は、鉄骨鋼板製架台１内部に設置した各機器へ
供給するための制御油配管１６ａ、潤滑油配管１６ｂ、
冷却水配管１６ｃ、水素ガス配管１６ｄ、制御用空気配
管１６ｅへ水、油、気体の供給を目的とした外部ユティ
リティ配管の取り合い箇所を集約したものであり、鉄骨
鋼板製架台１の側面に設置する。

【００２６】図５は、ターミナルステーションの一例を
示し、ターミナルステーション１７は、鉄骨鋼板製架台
１内部に設置される電源盤、制御機器類への電源供給、
制御信号の伝達を目的とする外部ケーブルとの取り合い
箇所を集約したものであり、鉄骨鋼板製架台１の側面に
設置する。また、鉄骨鋼板製架台１内部には鉄骨鋼板製
架台１内に収納される各機器の電動機等負荷に対し動力
電源を供給する電源盤（図示せず）を設置し、電源の供
給源と負荷間の距離を最小にでき、電圧降下を抑えるこ
とができる。

【００２７】図７は、パッケージ型発電プラントを建屋
内に搬入する方法を示す説明図である。本実施例のパッ
ケージ型発電プラントは、製作工場で組立られる。ガス
タービン、蒸気タービン、発電機、復水器等の製品を組
み込んで一体モジュール化したパッケージ型発電プラン
トは、道路交通法および輸送制限等により輸送手段とし
ては、通常製造場所近隣の港から発電プラントの荷揚場
所まで海上を輸送する。

【００２８】パッケージ型発電プラントは、輸送車輌１
９ａに積載され、発電所構内の予め地耐圧を反映してあ
る輸送道路若しくは経路を介し、周囲の安全を考慮して
タービン建屋２０近傍まで輸送される。タービン建屋２
０の壁には、パッケージ型発電プラントを積載した輸送
車輌１９ａがタービン建屋２０内に進入できる大きさの
開口部が設けてあり、建屋内の進入経路上は、輸送車輌
１９ａが進入できるようになっている。

【００２９】また、建屋進入経路上、タービン建屋２０
内の設定レベルとタービン建屋２０外の輸送道路のレベ
ルに相違がある場合は、輸送車輌１９ａが進入できるよ
うに輸送ルートの勾配を考慮した要請あるいは、仮設の
補強材を設置する。開口部よりタービン建屋２０内へと
進入したパッケージ型発電プラントは、建屋内の所定の
位置に油圧装置、または重量物が据え付られる据付装置
等を使ってオンベースをする。

【００３０】鉄骨鋼板製架台１の側面に取り付けたブラ
ケット１９をジャッキ１９ｂの油圧力により持ち上げ、
輸送車輌１９ａが退出した後にパッケージ型発電プラン
トをオンベースする。パッケージ型発電プラントをオン
ベースした後、レベル、水平方向の芯出し作業を行う。

【００３１】本実施例に示すような架台で発電プラント
をパッケージとすることでガスタービン、蒸気タービ
ン、発電機および付属機器を架台とともに工場で一体モ
ジュール製作が可能となり、発電設備の配置の標準化、
品質管理精度の向上および現地据え付け工事の工期短
縮、製作、建設トータルコストの低減が可能となる。

【００３２】ここで従来のコンクリート製架台としたと
きの機器配置について図８を用いて説明する。従来、ガ
スタービン、発電機、蒸気タービンを支承する架台は、
図８に示すように鉄筋コンクリート製架台２１が一般的
であり、鉄筋コンクリート製架台２１の場合その柱脚は
コンクリートが充填される構造となっている。また、ガ
スタービン、発電機、蒸気タービンの制御、潤滑、冷却
を維持する為の補機類（潤滑油供給ポンプ６、油清浄機
７、密封油装置８、油タンク９、水素回収槽１０、水素
置換盤１１）、は、コンクリート架台の構造上、鉄筋コ
ンクリート製架台２１の側面に配置される。さらにこれ
らの補機類とガスタービン、発電機、蒸気タービンを結
ぶ配管２２は、図８に示した様に複雑なルートとなって
いる。

【００３３】そこで本実施例（図１）に示す様に前記補
機類を鉄骨鋼板製架台１内部に収納したことによりター
ビン発電設備に占めるスペースの内、制御油系、潤滑油
系、冷却水系および水素ガス系の補機、配管、電気計装
機器の占めるスペースを大幅に低減でき、スペースメリ
ットが大きくなる。すなわち油タンク、潤滑油供給ポン
プと潤滑が必要な蒸気タービン、ガスタービンの軸受直
下に設置できるため、潤滑油配管の距離を最小とでき、
この結果配管内の圧力損失を最小に抑えることができる
ため、潤滑油供給ポンプの容量を低く抑えることができ
る。

【００３４】また、制御油系、制御空気系についても同
様に配管の距離を最小にでき、その結果制御信号の応答
性を向上させることができる。また、パッケージ内に収
納される電動機等負荷に対し動力電源を供給する電源盤
をパッケージ内部に設置し、電源の供給源と負荷間の距
離を最小にでき、電圧降下を抑えることができる。

【００３５】潤滑油、制御油配管の距離を最小にするこ
とによって配管溶接点数が少なくなり、漏油ポテンシャ
ルが低くなる。水素ガス制御装置、水素回収槽をパッケ
ージ内に収納することにより水素ガスの漏洩ポテンシャ
ルが低くなる。また、発電設備に占めるスペースの内、
制御油系、潤滑油系、冷却水系および水素ガス系の補
機、配管、電気計装機器の占めるスペースを大幅に低減
でき、スペースメリットが大きい。

【００３６】また、パッケージとしてガスタービン、蒸
気タービン、発電機および付属機器を架台とともに工場
で一体モジュール製作が可能となり、発電設備の配置の
標準化、品質管理精度の向上および現地据え付け工事の
工期短縮、製作、建設トータルコストの低減が可能とな
るのである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、潤滑油系および制御系配管の圧力損失を低減すると
ともに、機器の容量を低減し、かつ据付場所での付帯工
事の低減を図ることが可能なこの種のパッケージ型発電
プラントを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパッケージ型発電プラントの一実施例
を示す一部破断斜視図である。

【図２】本発明のパッケージ型発電プラントの復水器一
体化の説明図である。

【図３】本発明のパッケージ型発電プラントのベンチレ
ーションの構造図である。

【図４】本発明のパッケージ型発電プラントのバルブス
テーションの説明図である。

【図５】本発明のパッケージ型発電プラントのターミナ
ルステーションの概略を示す斜視図である。

【図６】本発明のパッケージ型発電プラントの熱交換機
設備の説明図である。

【図７】本発明のパッケージ型発電プラントを建屋内に
搬入する方法を示す説明図である。

【図８】従来の機器配置を示す側面図である。

【符号の説明】

１…鉄骨鋼板製架台、１ａ…鉄骨軸組、１ｂ…鋼製パネ
ル、３…ガスタービン、４…発電機、５…蒸気タービ
ン、５ａ…ＨＩＰタービン、５ｂ…ＬＰタービン、６…
潤滑油供給ポンプ、７…油清浄機、８…密封油装置、９
…油タンク、１０…水素回収槽、１１…水素置換盤、１
２…吸気流入路、１３…復水器側板、１３ａ…細管、１
３ｂ…復水器管板、１４…外気吸入口、１５…吐出ファ
ン、１６…バルブステーション、１６ａ…制御油配管、
１６ｂ…潤滑油配管、１６ｃ…冷却水配管、１６ｄ…水
素ガス配管、１６ｅ…制御用空気配管、１７…ターミナ
ルステーション、１８…熱交換機設備、１８ａ…流入
口、１８ｂ…流出口、１９…ブラケット、１９ａ…輸送
車輌、１９ｂ…ジャッキ、１９ｃ…受け台、２０…ター
ビン建屋、２１…鉄筋コンクリート製架台、２２…配
管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】架台上にガスタービン，発電機および蒸
気タービンが支承されているパッケージ型発電プラント
において、前記架台を、鉄骨軸組および鋼製パネルによって構成さ
れる鉄骨鋼板製とするとともに、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
水系および水素ガス系の補機および配管さらに電気計装
機器を内蔵するようにしたことを特徴とするパッケージ
型発電プラント。
【請求項２】前記鉄骨鋼板製架台に、架台の内部に設
置された補機類への制御油、潤滑油、冷却水、水素ガ
ス、制御用空気の供給を目的とする外部ユティリティ配
管の取り合い箇所を集約したバルブステーションを設け
てなる請求項１記載のパッケージ型発電プラント。
【請求項３】前記鉄骨鋼板製架台に、架台の内部に設
置された電源箱、制御機器類への電源供給、制御信号の
伝達を目的とする外部ケーブルとの取り合い箇所を集約
したターミナルステーションを設けてなる請求項１また
は２記載のパッケージ型発電プラント。
【請求項４】前記鉄骨鋼板製架台内部空間に、ガスタ
ービンの吸気流入路を形成してなる請求項１，２または
３記載のパッケージ型発電プラント。
【請求項５】前記ガスタービンの吸気流入路内に、流
入空気の温度を下げる熱交換機設備を設けてなる請求項
４記載のパッケージ型発電プラント。
【請求項６】前記鉄骨鋼板製架台の鋼板パネルの一部
を、前記蒸気タービンの復水器側板を兼ねるように形成
してなる請求項１〜５いずれか１項記載のパッケージ型
発電プラント。
【請求項７】前記鉄骨鋼板製架台の架台側面に外気吸
入口および吐出ファンを備え、鉄骨鋼板製架台の内部空
間を冷却するように形成してなる請求項１〜６いずれか
１項記載のパッケージ型発電プラント。