JPH07127480A - ガスタービンの吸気構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービン・発電機用架台におけるガスタ
ービン設置箇所の下方にトンネルを設けて、空気圧縮機
への吸気ダクトの搬入及び設定の各作業を排除し、経済
効果を高めたガスタービンの吸気構造において、空気圧
縮機へ常に清浄空気を流入させて、吸気ダクトの圧損低
下させ、発電効率の向上を図る。 【構成】 コンクリート製のガスタービン・発電機用架
台３におけるトンネル部のコンクリート表面に不銹鋼か
らなる内貼板１３を、内貼板１３に付設してあるスタッ
ド１４をコンクリート内に埋設させることより、確実に
固着させるとともに、内貼板１３の接ぎ目１６をシール
溶接により塞ぎ、またコーナ部の隙間をＬ形シール１５
により塞ぐことにより、コンクリートにおける表面から
の塵埃や、経年劣化による剥離片などが飛散するのを防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン用空気圧
縮機へ送気する空気通路を有するガスタービンの吸気構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスタービンの吸気構造を図５及
び図６を用いて説明する。図５は従来の上方吸気方式空
気圧縮機用吸気ダクトの説明図、図６は従来の下方吸気
方式空気圧縮機用吸気ダクトの説明図である。

【０００３】図５は、ガスタービン４及び発電機５が、
ガスタービン・発電機用建屋１内で、床面２に据え付け
られているガスタービン・発電機用架台３上に設置され
ている状態を示しており、これらは、軸心が略同一直線
上にあるように連結されている。

【０００４】ガスタービン用空気圧縮機１０（以下、空
気圧縮機１０と略称）は、ガスタービン４と軸どうしが
連結されており、空気圧縮機１０には、フィルタ９を備
えた空気取入口７、及び吸気ダクト８を通して上方か
ら、すなわち上方吸気方式により、外気を流入させる構
造になっている。

【０００５】この流入した空気を、空気圧縮機１０で圧
縮し、この圧縮空気と燃料ガスとを、ガスタービン４と
空気圧縮機１０との中間に設けてある燃焼器（図示せ
ず）で混合して点火させて、燃焼ガスを発生させ、その
熱エネルギでガスタービンロータ（図示せず）を回転さ
せている。そして、ガスタービンロータと軸どうしが直
結している発電機５を回し、発電させている。

【０００６】空気圧縮機１０は、２０段近い動翼と静翼
とによって空気を圧縮し、その回転力は起動時には補機
室６に内蔵された起動モータから供給されるが、ガスタ
ービン４が自力で回り始めた後は、ガスタービン４の出
力に依存している。

【０００７】したがって、動翼への大気中の塵の付着等
によって空気圧縮機１０の性能が低下した場合は、それ
がそのまま発電機５の出力低下につながり、ガスタービ
ン発電設備における発電効率を低下させることになる。
このため、空気圧縮機１０へ取り込む空気には、フィル
タ９を通して大気中の塵を取り除いた清浄な空気が使用
されている。

【０００８】フィルタ９を備えた空気取入室７と空気圧
縮機１０との間は、鋼板製の吸気ダクト８で接続され、
清浄な空気を空気圧縮機１０へ導いている。また、清浄
な空気が接触する吸気ダクト８の内面は、メッキ処理し
た鋼板を用いて錆の発生を防止している。

【０００９】従来、ガスタービン発電設備は、ガスター
ビン４と発電機５とから構成される、いわゆるシンプル
サイクルとして利用されることが多く、これらの設定に
際して、その基礎となるタービン・発電機用架台３は、
図５に示すように、実質部のみからなる、いわゆるベタ
基礎構造のものが採用されてきている。このため、空気
圧縮機１０に対する吸気ダクト８の据え付け位置は、空
気圧縮機１０の上方又は左右のいずれかに限定される
が、図５に示すように、上方が一般的である。

【００１０】しかし、近年では、発電効率の更なる向上
を求めて、ガスタービンと蒸気タービンとを組み合わせ
て発電する、いわゆるコンバインドサイクルが採用され
るようになってきている。

【００１１】このコンバインドサイクルのうちの一方式
である一軸コンバインドサイクルは、ガスタービン４、
蒸気タービン１１及び発電機５の各軸心が同一直線上に
あるように、それらが連結された構造になっており、図
６にその一例を示している。この場合、蒸気タービン１
１の排気蒸気を排出する復水器１２が、蒸気タービン１
１の下方に設置されるため、蒸気タービン１１等を設置
するタービン・発電機用架台３は、復水器１２の上方に
位置する、床面２から立ち上がった形の高架式の構造と
なる。すなわち、ガスタービン４及び発電機５も、高架
式のタービン・発電機用架台３上に設置されることにな
る。また、このタービン・発電機用架台３は、一般に鉄
筋コンクリート製である。

【００１２】このように、ガスタービン４を高架式のタ
ービン・発電機用架台３上に設置する場合は、配置上の
スペースメリットを考えて、吸気ダクト８を空気圧縮機
１０の下方に据え付け、清浄空気を下側から空気圧縮機
１０に流入させるようにしている。すなわち、下方吸気
方式の場合、空気取入口７も低く設置でき、全体的な配
置上の調和性がよく、空間の利用効果も大きいので、こ
の方式が採用されるようになってきている。また、この
方式の場合、吸気ダクト８は、高架式のタービン・発電
機用架台３の柱脚の間に設置されている。

【００１３】なお、このような配置は、タービン・発電
機用建屋１内に複数の軸を設置する多軸コンバインドの
場合に、特にその効果を発揮している。

【００１４】しかし、吸気ダクト８は、例えば１５０Ｍ
Ｗクラスのガスタービン４では、空気流入方向に対する
直角断面が４ｍ×７ｍ程度の大きなものとなるため、い
くつかに分割した構造にしたとしても、搬入及び設定の
各作業性は悪く、その点では上方吸気方式よりも劣るこ
とになる。

【００１５】この対策として、特開平４−１８７８３０
号公報には、タービン・発電機用架台におけるガスター
ビンの下方の柱脚間に壁を設けて、この部分をトンネル
構造とし、このトンネル部を、空気圧縮機の吸気通路す
ることが開示されている。すなわち、このようにして、
吸気ダクトの搬入及び設定作業を排除するとともに、物
量を低減させ、また、吸気通路面積を拡大できるので、
これにより圧損を低減させ、吸気性能を向上させること
が図られている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
タービン・発電機用架台はコンクリート製であるので、
フィルタを通過後の清浄空気を、この架台のトンネル部
に通す場合には、コンクリートにおける表面の塵埃や、
経年劣化による剥離片などが清浄空気に混入し、空気圧
縮機に対して不具合なことが発生する危険性があった。

【００１７】本発明の目的は、上記のコンクリートにお
ける表面からの塵埃の飛散等をなくし、空気圧縮機へ常
に清浄空気を導くことができるガスタービンの吸気構造
を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。

【００１９】（１）コンクリート製のガスタービン・発
電機架台の一部をトンネル構造にし、このトンネル構造
がガスタービン空気圧縮機へ送気する空気通路の一部を
形成する下方吸気方式のガスタービンの吸気構造におい
て、トンネル構造のコンクリートの表面に発錆防止材か
らなる内貼板を内貼りしてあること。

【００２０】（２）（１）において、発錆防止材が不銹
鋼材であること。

【００２１】（３）（１）において、発錆防止材がメッ
キ材であること。

【００２２】（４）（１）において、内貼板に、コンク
リートに埋め込むスタッドを付設してあること。

【００２３】（５）（１）において、内貼板を、コンク
リートに予め埋め込んだ埋込金物に固定してあること。

【００２４】（６）（５）において、内貼板の埋込金物
への固定手段が、ボルト締めであること。

【００２５】（７）（５）において、内貼板の埋込金物
への固定手段が、溶接による接合であること。

【００２６】

【作用】本発明では、トンネル構造におけるコンクリー
ト表面の全面にわたって発錆防止材、すなわち不銹鋼材
又はメッキ材からなる内貼板を内貼りし、コンクリート
表面が露出しないようにしてあるので、コンクリートに
おける塵埃の飛散や、経年劣化による剥離片などが、清
浄空気中に混入することはなく、また内貼板自身にも錆
は発生せず、清浄空気を空気圧縮機に常に導くことがで
きる。

【００２７】また、大きな表面積を有するコンクリート
表面に、内貼板を内貼りする作業には困難を伴うが、内
貼板にスタッドを付設し、型枠にコンクリートを打設し
たとき、コンクリート内にスタッドが埋設されるよう
に、型枠に予め内貼板を取り付けてある。したがって、
コンクリートを打設し、コンクリートの硬化後に型枠を
外した場合、内貼板はスタッドによりコンクリートに固
着していることになり、作業性の問題は解決される。

【００２８】また、型枠にコンクリートを打設したと
き、コンクリート内に一平面部を残して埋込金物が埋設
されるように型枠に予め埋込金物を取り付けてある。し
たがって、コンクリートを打設し、コンクリートの硬化
後に型枠を外した場合、埋込金物はコンクリートに固定
されているため、ボルト締め又は溶接により、内貼板を
埋込金物に固定させることによって、内貼板はコンクリ
ートに固着することになり、作業性の問題を解決するこ
とができる。

【００２９】更に、このように、ボルト締め又は溶接に
より、内貼板を埋込金物に固定する工程は、ガスタービ
ン・発電機用架台のコンクリート打設工程とは、別の時
期に行うことができるので、この工程を組む際に融通性
が得られる利点がある。

【００３０】

【実施例】本発明の実施例を、図１〜図４を用いて説明
する。図１は第１実施例の空気圧縮機用吸気通路の説明
図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は第２実施例の内
貼板固定についての説明図、図４は第３実施例の内貼板
固定についての説明図である。なお、本発明のいずれの
実施例も、内貼板には不銹鋼材を用いている。

【００３１】第１実施例が、前述の従来の下方吸気方式
空気圧縮機用吸気ダクト(図６参照)と比較して異なる点
は、吸気通路の部分である。

【００３２】本実施例では、図１に示すように、ガスタ
ービン・発電機用架台３におけるガスタービン４の設置
箇所の下方の部分を、柱構造から壁構造にしてトンネル
化して、このトンネルを吸気通路とし、このトンネル部
分に従来設けられていた吸気ダクトを排除している。ま
た、吸気ダクト８は、空気取入室７とガスタービン・発
電機用架台３のトンネル入口とを接続する部分のみに設
置し、トンネル化した部分の吸気ダクトの搬入及び設定
の各作業を不要にし、据え付けの作業性の向上を図って
いる。

【００３３】なお、これらは、前述のように公知のこと
であるが、本実施例の特徴である下記の部分を判りやす
くするために記述したものである。

【００３４】図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、ガスタ
ービン・発電機用架台３のトンネル部の表面の全面にわ
たり、本実施例の特徴である、内貼板１３を貼り付けた
状態を示している。

【００３５】本実施例の場合、コンクリート打設前に、
スタッド１４を付設した内貼板１３を型枠に取り付け、
コンクリートを打設したとき、スタッド１４をコンクリ
ートに埋設させることにより、内貼板１３をコンクリー
トに確実に固着させている。この場合、内貼板１３は、
製造上、その大きさに限度があるため、内貼板１３には
接ぎ目１６が生じるが、接ぎ目１６からコンクリートが
漏出しないように、シール溶接により接ぎ目１６を塞い
でいる。また、コーナ部にも隙間が生じやすいため、Ｌ
形シール材１５を取り付けて、隙間を塞ぐようにした。

【００３６】本発明の第２実施例について説明する。本
実施例は、図３の（ａ）に示すように、コンクリート打
設前に、コンクリートを打設したときに、コンクリート
内に一表面部を残して埋込金物１７が埋設するように、
埋込金物１７を型枠に取り付け、コンクリート打設後、
ボルト１８により埋込金物１７に内貼板１３を固定した
場合である。なお、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の要
部拡大図である。

【００３７】本実施例では、上述の実施例と同様に、内
貼板１３をコンクリートに確実に固着することができ
た。また、ボルト締めにより、内貼板１３を埋込金物１
７に固定する工程は、コンクリート打設工程とは、別の
時期に行うことができたので、この工程を組む際に融通
性が得られる利点があった。

【００３８】本発明の第３実施例について説明する。本
実施例は、図４に示すように、コンクリート打設前に、
コンクリートを打設したときに、コンクリート内に一表
面部を残して埋込金物１７が埋設するように、埋込金物
１７を型枠に取り付け、コンクリート打設後、溶接部２
０に示すように、溶接により埋込金物１７に内貼板１３
を固定した場合である。

【００３９】本実施例も、上述の各実施例と同様に、内
貼板１３をコンクリートに確実に固着することができ
た。また、溶接により、内貼板１３を埋込金物１７に固
定する工程は、コンクリート打設工程とは、別の時期に
行うことができたので、第２実施例と同様に、この工程
を組む際に融通性が得られる利点があった。

【００４０】すなわち、以上の各実施例とも、トンネル
内を通って空気圧縮機に送られる空気は常に清浄なもの
となり、空気抵抗が少なく、圧損が低下し、発電効率が
高められた。また、空気圧縮機への吸気構造における耐
久性の向上を図ることができた。

【００４１】なお、上述のような内貼板の替わりに、コ
ンクリート表面を、更に作業性の容易な塗料によって硬
化処理する手段も考えられる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン・発電機
用架台におけるガスタービン設置箇所の下方にトンネル
を設けることにより、空気圧縮機への吸気ダクトの搬入
及び設定の各作業を排除し、経済効果を高めているガス
タービンの吸気構造において、空気圧縮機への吸気時の
圧損を低下させて発電効率を高めるとともに、吸気構造
の耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の空気圧縮機用吸気通路の
説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の第２実施例の内貼板固定についての説
明図である。

【図４】本発明の第３実施例の内貼板固定についての説
明図である。

【図５】従来の上方吸気方式空気圧縮機吸気ダクトの説
明図である。

【図６】従来の下方吸気方式空気圧縮機吸気ダクトの説
明図である。

【符号の説明】

１…ガスタービン・発電機用建屋、２…床面、３…ガス
タービン・発電機用架台、４…ガスタービン、５…発電
機、６…補機室、７…空気取入口、８…吸気ダクト、９
…フィルタ、１０…空気圧縮機、１１…蒸気タービン、
１２…復水器、１３…内貼板、１４…スタッド、１５…
Ｌ形シール材、１６…継ぎ目、１７…埋込金物、１８…
ボルト、１９…座金、２０…溶接部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート製のガスタービン・発電機
   架台の一部をトンネル構造にし、前記トンネル構造がガ
   スタービン空気圧縮機へ送気する空気通路の一部を形成
   する下方吸気方式のガスタービンの吸気構造において、
   前記トンネル構造のコンクリートの表面に発錆防止材か
   らなる内貼板を内貼りしてあることを特徴とするガスタ
   ービンの吸気構造。
2. 【請求項２】 前記発錆防止材が不銹鋼材である請求項
   １記載のガスタービンの吸気構造。
3. 【請求項３】 前記発錆防止材がメッキ材である請求項
   １記載のガスタービンの吸気構造。
4. 【請求項４】 前記内貼板に、前記コンクリートに埋め
   込むスタッドを付設してある請求項１記載のガスタービ
   ンの吸気構造。
5. 【請求項５】 前記内貼板を、前記コンクリートに予め
   埋め込んだ埋込金物に固定してある請求項１記載のガス
   タービンの吸気構造。
6. 【請求項６】 前記内貼板の前記埋込金物への固定手段
   が、ボルト締めである請求項５記載のガスタービンの吸
   気構造。
7. 【請求項７】 前記内貼板の前記埋込金物への固定手段
   が、溶接による接合である請求項５記載のガスタービン
   の吸気構造。