涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法.pdf

本发明的目的在于提供一种能够提高机室内部的蒸气的流动并通过简单的结构提高机室的刚性的涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法。本发明的涡轮外部机室设置在向多个钢板之间填充混凝土（13）而形成的钢板混凝土结构的架台上，其中，构成下半部的侧板部（3）或端板部（4）由构成架台的钢板构成。

权利要求书一种涡轮外部机室，设置在向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构的架台上，其中，
构成下半部的侧板部或端板部由构成所述架台的所述钢板构成。
根据权利要求1所述的涡轮外部机室，其中，
所述涡轮外部机室具备：
支承构件，该支承构件由上部支承涡轮内部机室；及
调整构件，设置在所述支承构件上，调整所述涡轮内部机室在铅垂方向上的位置。
一种涡轮外部机室用架台，是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构的涡轮外部机室用架台，其中，
构成梁构件的侧面的所述钢板是构成所述涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部。
一种涡轮外部机室用架台的施工方法，所述涡轮外部机室用架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构，且构成梁构件的侧面的所述钢板是构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部，在所述涡轮外部机室用架台的施工方法中，
制造第一块和第二块，并将所述第一块与所述第二块连接，其中，该第一块由侧面为钢板的第一梁构件构成，该第二块由侧面为钢板的第二梁构件及与所述第二梁构件连接而由上部支承涡轮内部机室的支承构件构成。

说明书涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法
技术领域
本发明涉及涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法。
背景技术
在蒸气涡轮发电系统中，将高压涡轮、低压涡轮及发电机等安装并固定于架台。架台例如是钢筋混凝土结构或在钢板内部填充混凝土而形成的钢板混凝土结构等。在架台上部设有收容各装置的下半部的开口。
图8表示关联技术的架台80的一例。在图8中的开口HP收容有高压涡轮，在开口LP‑1、LP‑2收容有低压涡轮，在开口GEN收容有发电机。在低压涡轮的情况下，涡轮外部机室的下半部50收容于开口，在下半部50的上部覆盖有外部机室的上半部51。下半部50的Y方向长度为例如约10m。
在专利文献1中公开了一种在涡轮低压壳体中将壳体的下半部与钢筋混凝土结构的架台一体地制造的技术。而且，在专利文献2中公开了一种将多个钢板混凝土结构的梁支承在多个混凝土结构的柱上的发电设备用架台。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭59‑38402号公报
专利文献2：日本专利第4358408号公报
发明内容
然而，低压涡轮向凝汽器排出蒸气，将机室内部保持为大气压以下的压力。因此，在机室设有变形防止用的加强结构。图9是表示关联技术的涡轮外部机室的下半部的立体图。图10是表示关联技术的涡轮外部机室的下半部的纵向剖视图，是利用图11的B‑B线剖切得到的剖视图。图11是表示关联技术的涡轮外部机室的下半部的俯视图。
下半部50的钢板制的外壁由例如侧板部52和端板部53构成。并且，作为外部加强结构，截面形状为T字形的T肋54沿着侧板部52、端板部53设置。而且，作为内部加强结构，内部加强肋57、撑杆58设置在下半部50内。
然而，近年来，伴随着涡轮的大型化，通过关联技术的外部加强结构、内部加强结构难以确保机室所需的刚性。即，在架台80安装外部机室下半部50时，外部机室下半部50经由台板82由底座55而支承在架台80上。底座55是从外部机室下半部50的侧板部52、端板部53突出设置的水平构件。
此时，如图11所示，在下半部50的侧板部52与架台80的梁侧面80a之间、在下半部50的端板部53与架台80的梁侧面80b之间设有间隙，但间隙过宽时，涡轮架台的梁截面增大，即导致架台的成本上升，因此优选窄间隙。因此，由于作为外部加强结构的T肋54的尺寸增大，而不能提高机室的刚性。
另外，作为内部加强结构的内部加强肋57、撑杆58会妨碍机室内部的蒸气的流动，成为压力损失的原因。因此，向凝汽器引导的蒸气停滞，低压涡轮的排气性能可能会下降。
本发明鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种能够提高机室内部的蒸气的流动并通过简单的结构提高机室的刚性的涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法。
为了解决上述课题，本发明的涡轮外部机室、涡轮外部机室用架台及涡轮外部机室用架台的施工方法采用以下的手段。
即，本发明的第一形态的涡轮外部机室设置在向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构的架台上，其中，构成下半部的侧板部或端板部由构成架台的钢板构成。
根据本发明的第一形态的涡轮外部机室，设置有涡轮外部机室的架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构，构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部由构成架台的钢板构成。在此，涡轮外部机室的侧板部、端板部例如是涡轮外部机室的外壁，侧板部是与涡轮轴方向平行的板状构件，端板部是与涡轮轴方向垂直的板状构件。而且，架台的梁部分的侧面、底面由钢板构成。并且，涡轮外部机室的侧板部或端板部通过与架台的梁部分的侧板实现共通化，而架台兼用作涡轮外部机室的加强构件。其结果是，与在架台内部设置能够由独立单体构成的涡轮外部机室的情况相比，能够削减涡轮外部机室的加强结构。而且，由于架台为钢板混凝土结构，因此与钢筋混凝土结构的情况相比，能够削减混凝土施工用的型箱工程，能够实现工期的缩短化。
在本发明的第一形态的涡轮外部机室中，也可以具备：支承构件，该支承构件由上部支承涡轮内部机室；及调整构件，设置在支承构件上,调整涡轮内部机室在铅垂方向上的位置。
根据该结构，支承构件由上部支承涡轮内部机室，调整构件设置在支承构件上，由此能够调整涡轮内部机室在铅垂方向上的位置。支承构件例如与架台的梁构件的侧面连接。涡轮内部机室设置在涡轮外部机室的内侧。通常，钢板混凝土结构的涡轮外部机室的尺寸精度比涡轮内部机室的尺寸精度粗，因此难以高精度地设置涡轮内部机室。另一方面，通过利用调整构件进行位置调整而能够高精度地设置涡轮内部机室。
另外，本发明的第二形态的涡轮外部机室用架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构的涡轮外部机室用架台，其中，构成梁构件的侧面的钢板是构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部。
根据本发明的第二形态的涡轮外部机室用架台，涡轮外部机室用架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构。并且，构成架台的梁构件的侧面的钢板是构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部，由此架台兼用作涡轮外部机室的加强构件。其结果是，与在架台内部设置能够由独立单体构成的涡轮外部机室的情况相比，能够削减涡轮外部机室的加强结构。而且，由于架台为钢板混凝土结构，因此与钢筋混凝土结构的情况相比，能够削减混凝土施工用的型箱工程，从而能够实现工期的缩短化。
此外，本发明的第三形态的涡轮外部机室用架台的施工方法中，所述涡轮外部机室用架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构，且构成梁构件的侧面的钢板是构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部，在所述涡轮外部机室用架台的施工方法中，制造第一块和第二块，并将第一块与第二块连接，其中，该第一块由侧面为钢板的第一梁构件构成，该第二块由侧面为钢板的第二梁构件及与第二梁构件连接而由上部支承涡轮内部机室的支承构件构成。
根据本发明的第三形态的涡轮外部机室用架台的施工方法，在对涡轮外部机室用架台进行施工时，首先，制造第一块和第二块，该第一块由成为架台的梁构件的第一梁构件构成，该第二块由成为架台的梁构件的第二梁构件及与第二梁构件连接而由上部支承涡轮内部机室的支承构件构成。然后，通过将第一块与第二块连接，而构成涡轮外部机室用架台。该涡轮外部机室用架台是向多个钢板之间填充混凝土而形成的钢板混凝土结构，构成梁构件的侧面的钢板是构成涡轮外部机室的下半部的侧板部或端板部。例如在工厂等中预先制造第一块、第二块，并将它们进行现场安装，由此与架台的梁构件成为一体的涡轮外部机室的尺寸精度提高，且能够缩短现场施工期间。
根据本发明，能够提高机室内部的蒸气的流动并通过简单的结构提高机室的刚性。
附图说明
图1是表示本发明的架台和涡轮外部机室的纵向剖视图。
图2是表示本发明的架台和涡轮外部机室的俯视图。
图3是表示本发明的调整器的侧视图。
图4是表示本发明的调整器的侧视图。
图5是表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的一工序的简图。
图6是表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的一工序的简图。
图7是表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的流程图。
图8是表示关联技术的架台的立体图。
图9是表示关联技术的涡轮外部机室的下半部的立体图。
图10是表示关联技术的架台和涡轮外部机室的下半部的纵向剖视图。
图11是表示关联技术的架台和涡轮外部机室的下半部的俯视图。
图12是表示关联技术的架台及涡轮外部机室的施工方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
首先，说明本发明的实施方式的架台和涡轮外部机室的结构。图1是表示本发明的架台和涡轮外部机室的纵向剖视图。图2是表示本发明的架台和涡轮外部机室的俯视图。需要说明的是，图1是由图2的A‑A线剖切的剖视图。
本实施方式的架台与图8所示的关联技术的架台80同样地，具有梁和对梁进行支承的柱。架台中，由被设于上部的梁所包围而形成的开口收容涡轮外部机室的下半部1并进行固定。需要说明的是，内置于下半部1的涡轮是例如蒸气涡轮发电系统中的低压涡轮。在下半部1的上部覆盖有外部机室的上半部2。架台中的至少梁是在多个钢板间填充有混凝土13而成的钢板混凝土结构。
架台的梁的侧面、底面由钢板构成。并且，架台的梁中的一方向的梁如图1所示，包括：构成底面的板状的底面部11；构成梁的一侧面的侧板部3；与侧板部3相对并构成梁的另一侧面的板状的侧面部12。在此，侧板部3也是外部机室的下半部1的壁面。需要说明的是，侧板部3是沿着与涡轮轴方向平行的方向设置的构件。
另外，与上述一方向的梁构件正交的另一方向的梁部分与上述同样地包括：底面部（未图示）；图2所示的构成梁的一侧面的端板部4；与端板部4相对且构成梁的另一侧面的侧面部16。在此，端板部4也是外部机室的下半部1的壁面。需要说明的是，端板部4是沿着与涡轮轴方向垂直的方向设置的构件。
需要说明的是，在梁部分的内部也可以设置膜片14、螺柱15。膜片14是与梁部分的轴方向垂直地设置的板状构件，提高梁部分的刚性。螺柱15是通过焊接而安装在作为钢板的侧板部3、端板部4上的螺栓等构件，通过将螺柱15设置在梁构件的内侧，而将钢板与混凝土13进行一体化。
外部机室的侧面部分的外壁由上述的侧板部3和端板部4构成。并且，作为内部结构，将内部加强肋5、8、内部加强撑杆9设置在下半部1内。
如上所述，本发明将外部机室的侧板部3和端板部4与架台的梁部分的侧板进行共通化，从而使架台兼用作外部机室的加强构件。架台是钢板混凝土结构，能够确保用于防止因外部机室的内外压力差引起的变形的高强度。如关联技术的图8～11所示，在架台80内部设置能够由独立单体构成的外部机室时，需要沿着外壁设置T肋54或在内侧设置内部加强肋57、撑杆58。另一方面，本发明与关联技术相比，能够削减外部机室的加强结构。因此，能够减少妨碍从外部机室向凝汽器引导的蒸气的流动的构件，从而能够提高低压涡轮的排气性能。
接下来，说明使用了本发明的架台及涡轮外部机室时的涡轮内部机室的设置。
涡轮内部机室70在内部收容转子，并设置在涡轮外部机室的内侧。内部机室70主体利用设置在内部机室70的外壁上的凸缘72而支承在内部加强肋5上。凸缘72是从内部机室70的外壁突出设置的与涡轮轴方向平行的水平构件。内部加强肋5是与侧板部3结合且设置在两张侧板部3之间的板状构件。内部加强肋5从内侧对外部机室进行加强而防止内外的压力差引起的变形，并由上部来支承内部机室70。在内部加强肋5的上端设置调整器6。
如图11所示，关联技术的内部机室70主体由设置在内部机室70的外壁上的支承构件71支承在架台80上，并内置在外部机室内。而且，关联技术的内部加强肋57不支承内部机室70，而仅从内侧对外部机室进行加强。另一方面，图1及图2所示的本发明的内部加强肋5兼作为外部机室的加强和内部机室70的支承。因此，本发明不需要关联技术具有的设置在内部机室的外壁上的支承构件71，会简化内部机室70的支承结构。因此，能够减少对从外部机室向凝汽器引导的蒸气的流动产生妨碍的构件，能够提高低压涡轮的排气性能。
另外，在关联技术的结构中，当设为在内部加强肋57上载置内部机室70这样的结构时，如图11所示，由于在下半部50与架台80的梁侧面80a、80b之间设有间隙，所以因内部机室70的重量等而下半部50产生变形。因此，内部机室70的支承点移动，在间隙管理上产生问题。另一方面，本发明通过使外部机室与架台成为一体，而提高外部机室的刚性，因此即使在内部加强肋5载置内部机室70，外部机室也不会变形。
此外，关联技术的内部机室70的定位通过柔结构的外部机室进行。另一方面，在本发明中，即使外部机室受到真空载荷时也几乎不变形，因此内部机室70经由内部加强肋5利用刚结构的架台进行内部机室70的定位。其结果是，本发明能够提高内部机室的定位精度。
但是，钢制混凝土结构的架台的制造精度由于内部机室70的制造精度差，因此在本发明中需要基于调整器6进行位置调整。调整器6仅在设置于内部机室70的外壁的凸缘72的下方设置。使用图3及图4，对调整器6进行说明。图3及图4是表示本发明的调整器的侧视图。图3是从与涡轮轴方向平行的方向观察到的图，图4是从与涡轮轴方向垂直的方向观察到的图。
调整器6例如由长方体形状的支承构件21及升降构件22、螺栓23构成。支承构件21设置在内部加强肋21上，且形成有供螺栓23贯通的螺栓孔。螺栓23的端部固定于升降构件22。并且，通过对螺栓23进行紧固或松缓，而能够使升降构件22的位置上升或下降。通过在升降构件22上载置内部机室70的凸缘72，而调整器6能够对内部机室70在铅垂方向上进行位置调整。
本发明几乎不会产生运转时的温度上升引起的外部机室的热伸长。相对于此，内部机室70内的转子沿着轴方向产生热伸长。因此，在涡轮轴方向上，在外部机室与内部机室70内的转子之间，热伸长差变大而间隙管理变得严峻。在关联技术中，内部机室70为了进行定位而使用设置在内部加强肋57的中间的定位键56。然而，在本发明中，为了减少外部机室与内部机室70内的转子的轴方向的热伸长差造成的影响，而需要使内部机室70热伸长，因此不设置用于内部机室70的定位的定位键。即，在本发明中，原则上，使内部加强肋5与内部机室70不接触。
接下来，说明本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法。图5是表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的一工序的简图，表示钢制块的搬入及现场安装。图6是与图5相同地表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的一工序的简图，表示钢制块彼此的连接。图7是表示本发明的架台及涡轮外部机室的施工方法的流程图。
本发明将架台80未设为钢筋混凝土结构，而设为钢制混凝土结构，从而不需要混凝土打入用的型箱工程。其结果是，能够缩短包括架台在内的涡轮房屋的工期。而且，由于架台与涡轮外部机室的下半部为一体，因此通过制造架台，而制造下半部的外壁。因此，能够削减现场的下半部的制造工序。
在本发明中，如图5所示，预先在工厂等中制造钢制块BL1、BL2、BL3。钢制块BL1、BL2、BL3也是混凝土用的型箱。需要说明的是，通过在钢制块BL1、BL2、BL3的内部预先设置膜片14、螺柱15，而能够缩短房屋工程的现场的施工期间。钢制块BL1、BL3具有：包含端板部4的梁构件；位于梁构件的两端的柱构件；及轴承部21。钢制块BL2具有：包含侧板部3的两个梁构件；及设置在梁构件之间的内部加强结构（内部加强肋5、8、内部加强撑杆9）。
然后，将各钢制块BL1、BL2、BL3从工厂搬入并设置于现场（步骤S1）。此时，如图6所示，通过将钢制块BL1与钢制块BL2之间、及钢制块BL2与钢制块BL3之间焊接，而能够制造一体化的架台。图6中的标号W表示焊接部分。
然后，在现场，向钢制块BL1、BL2、BL3的钢板之间打入混凝土（步骤S2）。然后，在混凝土打入之后，将内部机室下半部安装在外部机室内（步骤S3）。需要说明的是，为了确保内部机室的安装精度，而进行基于调整器6的定位调整。
另一方面，在关联技术的钢筋混凝土结构的架台的情况下，架台的施工成为图12所示的工序。图12是表示关联技术的架台及涡轮外部机室的施工方法的流程图。
即，首先，进行脚手架工程而组装出脚手架之后，进行型箱施工（步骤S11）。然后，在型箱内配置钢筋（步骤S12）。然后，向配置了钢筋的型箱内打入混凝土（步骤S13）。最后，经过了混凝土硬化的养生期间后，将型箱撤去（步骤S14）。通过以上的工序，制造出关联技术的钢筋混凝土结构的架台。
然后，在完成的架台上部的开口内安装外部机室下半部50（步骤S15）。接下来，将内部机室70的下半部安装在外部机室下半部50内（步骤S16）。
相对于上述的关联技术的施工方法，在本发明中，首先，在工厂内制造钢制块BL1、BL2、BL3，由此能够实现现场的施工期间的缩短化。而且，通过工厂制造而能够提高架台的制造精度。需要说明的是，若能够简化钢制块BL1、BL2、BL3的现场安装，则可以省略型箱工程所需的脚手架工程。
此外，本发明的架台由于不是钢筋混凝土结构而是钢板混凝土结构，因此不需要现场的配置钢筋工程。而且，能够削减在混凝土打入后撤去型箱为止的混凝土硬化所需的等待时间。因此，本发明与关联技术相比，能够实现工期的缩短化。
此外，本发明由于实现架台与外部机室的外壁的共通化，因此在架台与外部机室的外壁之间没有间隙。因此，外部机室的尺寸在关联技术和本发明中相同时，本发明的架台的尺寸减小，能够减少混凝土的打入量。而且，在关联技术的钢筋混凝土结构的架台中，由于未充分覆盖钢筋，因此需要覆盖混凝土。另一方面，在本发明中，由于能够削减覆盖混凝土，因此从这一点出发也能够减少混凝土的打入量。
并且，在本发明中，如钢制块BL2那样将梁构件与内部加强构件进行一体化而在现场进行安装工程，因此不需要关联技术的钢筋混凝土结构的架台那样的另外安装外部机室的工序。
以上，近年来，伴随着涡轮的大型化，确保机室所需的刚性的情况逐渐变得困难，在本发明中，实现涡轮外部机室的外壁与钢板混凝土结构的架台的梁的侧面部的共通化。由此，不需要外部机室的外部加强，无需实现关联技术中进行的外部机室的外部加强的大型化，能够有效地对外部机室进行加强。而且，由于外部机室内部的加强结构减少，因此从外部机室内部向凝汽器排气的排气性能比关联技术提高。
另外，在架台及涡轮外部机室的施工方法中，由于将架台的梁构件与外部机室的外壁、内部加强构件进行一体化，因此不需要现场的外部机室的安装，能够缩短现场的施工期间。而且，通过在工厂制造将架台与外部机室一体化的钢制块，而能够提高外部机室的尺寸精度。
需要说明的是，在图5及图6中，示出了将架台分割为三部分而将钢制块分为三部分的例子，但本发明并未限定于该例子。对应于架台的大小、施工步骤、起重机的重量限制等，而钢制块可以为两个以下，也可以为四个以上。若可以不分割架台而将图6所示的形状以一体的状态从工厂进行现场安装，则与分割的例子相比，能够进一步提高尺寸精度。
另外，在上述说明中，说明了通过钢制块而对本发明的架台及涡轮外部机室进行施工的方法，但本发明并未限定为该例子。例如，也可以通过分别制造钢制的架台和涡轮外部机室，将外部机室无间隙地插入架台，由此实现外部机室的外壁与架台的侧板部或端板部的一体化。即使这种情况下，与上述说明的架台及涡轮外部机室同样地，能够提高机室内部的蒸气的流动并通过简单的结构提高机室的刚性。
标号说明
1下半部
2上半部
3侧板部
4端板部
5、8内部加强肋
6调整器
9内部加强撑杆
12、16侧面部
13混凝土
14膜片
15螺柱
70内部机室