JP5667115B2 - ガスタービン及びガスタービン発電設備 - Google Patents

Description

本発明はガスタービン及びガスタービン発電設備に関する。

発電プラント等で用いられるガスタービン発電設備では、配置の最適化と効率向上の観点から発電機をガスタービンの圧縮機側に配置する場合がある。同様の理由で、発電プラントで用いられるコンバインドサイクル設備でも発電機および蒸気タービンをガスタービンの圧縮機側に配置する場合がある（特許文献１等参照）。このようにガスタービンの圧縮機側に機器を接続することで、ガスタービンの熱伸びの影響を低減しつつ、ガスタービンの排気ダクトを軸流排気構造としてガスタービンの性能向上をさせることができる。

特開２００３−１３８９１１号公報

発電機や蒸気タービン等がガスタービンの圧縮機側とタービン側のいずれに接続されるかは、一般にガスタービンの機種毎に決まっている。

しかし、発電プラントの機器の配置には、設置場所の広さにより制約を受け、例えば軸流排気構造のガスタービン発電設備では設置予定場所に収まらない場合もある。また、レイアウトに関して顧客の希望が急に変更されることもある。ところが、発電プラントのレイアウトの変更に応じてガスタービンを逐次設計及び製作するとなると、ガスタービンの部品数や設計及び製作に要する時間が著しく増加してしまう。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、機器配置や要求の変更にも柔軟に対応することができるガスタービン及びガスタービン発電設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、回転機器を連結するための軸であってタービンケーシングから圧縮機側に突出した圧縮機側出力軸と、回転機器を連結するための軸であってタービンケーシングからタービン側に突出したタービン側出力軸と、ケーシングの圧縮機側の部分に設けた圧縮機側取付け部と、ケーシングのタービン側の部分に設けたタービン側取付け部と、圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部のうち回転機器に近い側に取り付けた剛構造支持部材と、圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部のうち回転機器から遠い側に取り付けた柔構造支持部材とを備えたガスタービンであって、剛構造支持部材は、当該剛構造支持部材との間で選択されて同じ取付け部に取り付けられる柔構造支持部材よりも高剛性であること、又は、剛構造支持部材は、圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部の一方に固定して取り付けられるのに対し、当該剛構造支持部材との間で選択されて当該取付け部に取り付けられる柔構造支持部材は、当該取付け部に対して回動可能に取り付けられることを特徴とする。

本発明によれば、機器配置や要求の変更にも柔軟に対応することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であり、ガスタービンに対して圧縮機側に発電機等を連結した場合の構成を表す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であり、ガスタービンに対してタービン側に発電機等を連結した場合の構成を表す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンに対する軸流排気構造の排気ダクトの取り付け構造を表す概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンに対するラジアル流排気構造の排気ダクトの取り付け構造を表す概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンにおける圧縮機側取付け部に対する剛構造支持部材の取り付け構造を表した図であって図１中の矢印Ｖ方向に見た矢視図である。 図５中のVI−VI線による矢視断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンにおける圧縮機側取付け部に対する柔構造支持部材の取り付け構造を表した図であって図２中の矢印VII方向に見た矢視図である。 図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンにおけるタービン側取付け部に対する柔構造支持部材の取り付け構造を表した図であって図１中の矢印IX方向に見た外観を一部断面で表す矢視図である。 図９中の矢印Ｘ方向に見た矢視図である。 図１０中のタービン側取付け部４ｂを抜き出して表した部分図である。 本発明の第１の実施の形態に係るガスタービンにおけるタービン側取付け部に対する剛構造支持部材の取り付け構造を表した図であって図２中の矢印XII方向に見た外観を一部断面で表す矢視図である。 図１２中の矢印XIII方向に見た矢視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であってガスタービンに対して圧縮機側に発電機等を連結した場合の構成を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であってガスタービンに対してタービン側に発電機等を連結した場合の構成を表す図である。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であり、ガスタービンに対して圧縮機側に発電機等を連結した場合の構成を表している。

図１に示したガスタービン発電設備は、ガスタービン１００、及びこのガスタービン１００に接続した発電機２００を備えている。

ガスタービン１００は、空気を圧縮する圧縮機１、及びこの圧縮機１を駆動するタービン２を備えている。圧縮機１とタービン２はケーシング４を共用している。ケーシング４は筒状の部材であり、圧縮機１の圧縮機ロータ１ａとタービン２のタービンロータ２ａを収容している。圧縮機ロータ１ａとタービンロータ２ａは中間軸２１を介して同軸に連結されている。図示していないが、ガスタービン１００には、圧縮機１部分のケーシング４の外周部に環状に配置した複数の燃焼器が備えられている。各燃焼器では圧縮機１で圧縮された圧縮空気とともに燃料を燃焼して燃焼ガスが生成され、タービン２はこれら燃焼器からの燃焼ガスによって回転駆動する。

圧縮機ロータ１ａには、発電機２００を含む回転機器を連結するための圧縮機側出力軸２２が備えられている。圧縮機側出力軸２２は、ケーシング４から圧縮機１側すなわちタービン２と反対側に中間軸２１と同軸上に突出している。他方、タービンロータ２ａには、回転機器を連結するためのタービン側出力軸２３が備えられている。タービン側出力軸２３は、ケーシング４からタービン２側すなわち圧縮機１と反対側に中間軸２１及び圧縮機側出力軸２２と同軸上に突出している。回転機器は、圧縮機側出力軸２２又はタービン側出力軸２３のいずれか一方に選択的に連結される。ガスタービン１００に対してタービン側に発電機等を連結した場合の構成を図２に示した。

なお、本願明細書でいう回転機器とは、発電機２００等の被駆動機械に加え、図示しない減速機、ターニング装置、起動装置、その他の回転機器（コンバインドサイクルにおける蒸気タービン等）も含まれ得る。図１及び図２では、それぞれカップリング９又は１４を介して圧縮機側出力軸２２又はタービン側出力軸２３に対して発電機２００の入力軸を直接連結した構成を例示しているが、減速機を用いる場合には、減速機を介して圧縮機側出力軸２２又はタービン側出力軸２３に発電機２００が連結される。ターニング装置や起動装置は、通常、減速機にギヤ（図示せず）を介して連結され、減速機に内蔵される場合もある。カップリング９，１４は圧縮機側出力軸２２及びタービン側出力軸２３のカップリングとの連結部の大きさや形状を共通化しておけば、カップリング９，１４は共通部品とすることができる。また、これら回転機器は支持部材（図示せず）によって基礎（図示せず）から支持されている。

また、ケーシング４には、圧縮機側出力軸２２とタービン側出力軸２３のどちらに回転機器を取り付けるかによって、軸流排気構造の排気ダクト及びラジアル流排気構造の排気ダクトのいずれかが選択的にケーシング４に取り付けられる。具体的には、回転機器を圧縮機側出力軸２２に連結する場合、タービン排気側にスペースが確保されるため、タービン２の排気をタービン中心軸方向に排出する軸流排気構造の排気ダクト５をケーシング４のタービン２側に連結することができる。反対に、回転機器をタービン側出力軸２３に連結する場合には、回転機器を避けて排気を排出する必要があるため、タービン２の排気をラジアル方向に排出するラジアル流排気構造の排気ダクト１３がケーシング４のタービン２側に連結される。排気ダクト５，１３の排気流路はいずれも環状に形成されている。

図３は軸流排気構造の排気ダクト５の取り付け構造を表す概略図、図４はラジアル流排気構造の排気ダクト１３の取り付け構造を表す概略図である。いずれの図もタービン２の上半側におけるタービン中心軸を含む鉛直断面を表している。

これらの図に示したように、ケーシング４に対する排気ダクト５，１３の取り付け構造は同一であり、内外周２列のボルト１５によってケーシング４の排気部に締結されている。したがって、排気ダクト５，１３のどちらを取り付けることになっても、同じ要領でケーシング４に取り付けることができる。なお、図３及び図４にそれぞれ示した排気ダクト５，１３の取り付け構造は一例であり、軸流排気構造の排気ダクトとラジアル流排気構造の排気ダクトを選択的にケーシング４に対して取り付けられる構成であれば、他の構成であっても良い。

ここで、ケーシング４は、圧縮機１側の部分及びタービン２側の部分にそれぞれ圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部（図６のフランジ４ａ、図１０のタービン側取付け部４ｂ）を備えている。圧縮機側取付け部には、回転機器を圧縮機側出力軸２２及びタービン側出力軸２３のどちらに取り付けるかによって、図１及び図２に示したように剛構造支持部材６（図１参照）又は柔構造支持部材１１（図２参照）が取り付けられる。すなわち、これら剛構造支持部材６及び柔構造支持部材１１は対で用意され、いずれかが選択されて圧縮機側取付け部に取り付けられる。同様に、タービン側取付け部にも、回転機器を圧縮機側出力軸２２及びタービン側出力軸２３のどちらに取り付けるかによって、図１及び図２に示したように柔構造支持部材７（図１参照）又は剛構造支持部材１２（図２参照）が取り付けられる。すなわち、これら柔構造支持部材７及び剛構造支持部材１２は対で用意され、いずれかが選択されてタービン側取付け部に取り付けられる。

剛構造支持部材６，１２はいずれも、圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部のうち回転機器に近い側に取り付けられるものである。反対に、柔構造支持部材７，１１はいずれも、圧縮機側取付け部及びタービン側取付け部のうち回転機器から遠い側に取り付けられるものである。具体的には、圧縮機側出力軸２２に回転機器が接続された場合には、圧縮機側取付け部に剛構造支持部材６が、タービン側取付け部に柔構造支持部材７がそれぞれ取り付けられる。反対に、タービン側出力軸２３に回転機器が接続された場合には、圧縮機側取付け部に柔構造支持部材１１が、タービン側取付け部に剛構造支持部材１２がそれぞれ取り付けられる。付言すれば、剛構造支持部材６及び柔構造支持部材７は、圧縮機側出力軸２２に回転機器が接続された場合に使用されるものであるって、互いに対をなして使用されるものである。反対に、柔構造支持部材１１及び剛構造支持部材１２は、タービン側出力軸２３に回転機器が接続された場合に使用されるものであって、互いに対をなして使用されるものである。

図５は圧縮機側取付け部に対する剛構造支持部材の取り付け構造を表した図であり図１中の矢印Ｖ方向に見た矢視図、図６は図５中のVI−VI線による矢視断面図である。これらの図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。なお、図５には図１中において発電機２００側から見て左半分側の剛構造支持部材が図示してあり、剛構造支持部材６の右半分側については図５の構成と左右対称の構成であるため図示を省略してある。

図５及び図６に示したように、ケーシング４における圧縮機側の部分には、当該ケーシング４の外周面の下半側の部分にフランジ４ａが設けられている。このフランジ４ａが前述した圧縮機側取付け部に相当する。柔構造支持部材１１との間で選択して圧縮機側取付け部であるフランジ４ａに取り付ける剛構造支持部材６は、ケーシング４を支持する本体６ａ、及び本体６ａを補強して剛性を向上させるリブ６ｂを備えている。本体６ａはタービン中心軸と直交する面に沿って配置された板状の部材であり、ガスタービン１００の少なくとも圧縮機側の部分の重量を支持するのに十分な板厚を有している。本体６ａの上縁部は、タービン中心軸方向に見るとフランジ４ａに対応して円弧状に窪んだフランジ６ａになっている。このフランジ６ａをケーシング４側のフランジ４ａと複数のボルト２４で締結することによって、剛構造支持部材６はケーシング４の下部に連結される。また、本体６ａの下端部には水平な板状部材で形成した脚部６ｄが溶接等によって固着されていて、脚部６ｄを基礎（図示せず）に対して複数のボルト２５で締結することによって剛構造支持部材６が基礎に固定される。上記のリブ６ｂは脚部６ｄ上でタービン中心軸と面を平行にして起立した板状の補強部材であり、本体６ａのタービン２と反対側の面と脚部６ｄの上面に溶接等によって固着されている。こうして十分な板厚を有する本体６ａをリブ６ｂで補強することによって、剛構造支持部材６は、ケーシング４の熱伸びに抗してタービン中心軸方向に撓み難く、対で使用される柔構造支持部材７に比べてもケーシング４のタービン中心軸方向への動きを拘束し易い構造になっている。

なお、図示した剛構造支持部材６の構成は一例であり、ガスタービン１００を支持するのに十分な強度、及び対で使用される柔構造支持部材７と比較してケーシング４のタービン中心軸方向への動きを拘束するのに十分な剛性を備える構成であれば、他の構成であっても良い。

図７は圧縮機側取付け部に対する柔構造支持部材の取り付け構造を表した図であり図２中の矢印VII方向に見た矢視図、図８は図７中のVIII−VIII線による矢視断面図である。これらの図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。なお、図７には図２中において発電機２００と反対側から見て左半分側の柔構造支持部材１１が図示してあり、柔構造支持部材１１の右半分側については図７の構成と左右対称の構成であるため図示を省略してある。

図７及び図８に示したように、剛構造支持部材６との間で選択して圧縮機側取付け部であるフランジ４ａに取り付ける柔構造支持部材１１は、ケーシング４を支持する本体１１ａ、及び本体１１ａの下端部に設けた脚部１１ｄを備えている。本体１１ａは剛構造支持部材６の本体６ａの板厚を薄くした部材であるが、ガスタービン１００の少なくとも圧縮機側の重量を支持するのに十分な強度は備えている。ケーシング４に対する柔構造支持部材１１の取り付け構造は剛構造支持部材６のそれと同じで、本体１１ａの上縁部に形成した円弧状のフランジ１１ａをケーシング４側のフランジ４ａと複数のボルト２４で締結することによって、柔構造支持部材１１はケーシング４の下部に連結される。脚部１１ｄは剛構造支持部材６の脚部６ｄと実質的に同様の構成であり、本体１１ａに対して溶接等によって固着されている。この脚部１１ｄを複数のボルト２５で基礎（図示せず）に締結することによって、柔構造支持部材１１が基礎に固定されている。柔構造支持部材１１は剛構造支持部材６に比べて本体１１ａの厚みが薄くリブも設けられていないためタービン中心軸方向に撓み易く、対で使用される剛構造支持部材１２に比してもケーシング４の熱伸びに追従して熱伸びを吸収し易い構造になっている。

なお、図示した柔構造支持部材１１の構成は一例であり、ガスタービン１００を支持するのに十分な強度、及び対で使用される剛構造支持部材１２と比較してケーシング４のタービン中心軸方向への熱伸びに追従し易い構成であれば、他の構成であっても良い。

図９はタービン側取付け部に対する柔構造支持部材の取り付け構造を表した図であり図１中の矢印IX方向に見た外観を一部断面で表す矢視図、図１０は図９中の矢印Ｘ方向に見た矢視図である。これらの図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。なお、図９には図１中において発電機２００と反対側から見て右側の柔構造支持部材７が図示してあり、左側の柔構造支持部材７は図９の構成と左右対称の構成であるため図示省略してある。

図９及び図１０に示したように、ケーシング４におけるタービン側の部分には、当該ケーシング４の外周面の側部にタービン側取付け部４ｂが設けられている。詳細には図示していないが、ケーシング４は上下半割れ構造になっており、タービン中心軸を通る水平面と交わる部分の辺りで上半ケーシングと下半ケーシングをフランジで連結してある。本実施の形態では、下半ケーシングのフランジ４ｃにタービン側取付け部４ｂを設けた場合を例示している。

ここで、図１１は図１０中のタービン側取付け部４ｂを抜き出して表した部分図である。この図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、タービン側取付け部４ｂには、ピン穴１８及びボルト穴１９が設けられている。ピン穴１８の周りに複数（本例では４つ）のボルト穴１９を設けた構成である。これらピン穴１８及びボルト穴１９はいずれもタービン中心軸を含む鉛直面に直交する方向に延在している。また、ボルト穴１９に比べてピン穴１８は径が大きい。

このタービン側取付け部４ｂに対して剛構造支持部材１２との間で選択して取り付ける柔構造支持部材７は、図９−図１１から分かるように、ケーシング４を支持する本体７ａ、及び本体７ａの下部に取り付けた脚部７ｂを備えている。本体７ａはタービン中心軸と面を平行にして鉛直に延びるフラットバー状の部材であり、ガスタービン１００の少なくともタービン側の部分の重量を支持するのに十分な板厚を有している。本体７ａの上部はピン１０ａでケーシング４に回動可能に連結されている。ピン１０ａは本体７ａに直交する方向に延びていて、タービン側取付け部４ｂのピン穴１８に挿し込まれている。柔構造支持部材７を取り付ける場合には、タービン側取付け部４ｂのボルト穴１９（図１１参照）は使用されない。一方、本体７ａの下部には、ピン１０ｂを介して脚部７ｂが回動可能に連結してある。ピン１０ｂは本体７ａに直交する方向に延びている。脚部７ｂは、複数のボルト２６で基礎（図示せず）に固定されている。この柔構造支持部材７の本体７ａは面をタービン中心軸に平行にした姿勢であるためそれ自体はタービン中心軸方向に撓み難いが、上下がピン１０ａ，１０ｂでケーシング４及び脚部７ｂに連結されてリンク機構を構成しているので、ガスタービン１００を十分に支持できる強度を持ちつつ、ケーシング４がタービン中心軸方向に熱伸びした場合はピン１０ａ，１０ｂを支点に傾動し、対で使用される剛構造支持部材６に比べてもケーシング４の熱伸びに追従して熱伸びを吸収し易い構造になっている。

なお、図示した柔構造支持部材７の構成は一例であり、ガスタービン１００を支持するのに十分な強度、及び対で使用される剛構造支持部材６と比較してケーシング４のタービン中心軸方向への動きに追従し易い構成であれば、他の構成であっても良い。

図１２はタービン側取付け部に対する剛構造支持部材の取り付け構造を表した図であり図２中の矢印XII方向に見た外観を一部断面で表す矢視図、図１３は図１２中の矢印XIII方向に見た矢視図である。これらの図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。なお、図１２には図２中において発電機２００と反対側から見て右側の柔構造支持部材１２が図示してあり、左側の柔構造支持部材１２は図１２及び図１３の構成と左右対称の構成であるため図示省略してある。

図１２及び図１３に示したように、柔構造支持部材７との間で選択してタービン側取付け部４ｂに取り付ける剛構造支持部材１２は、ケーシング４を支持する本体１２ａ、及び本体１２ａの下部に取り付けた脚部１２ｂを備えている。本体１２ａはタービン中心軸と面を平行にして鉛直に延びるフラットバー状の部材であり、柔構造支持部材７の本体７ａに比べてタービン中心軸方向の幅寸法が広く、ガスタービン１００の少なくともタービン側の部分の重量を支持するのに十分な板厚を有している。剛構造支持部材１２の本体１２ａの上部は、柔構造支持部材７の本体７ａと同じくピン１０ａによってケーシング４のタービン側取付け部４ｂに連結されている。加えて、この本体１２ａは、複数（本例では４本）のボルト１７でタービン側取付け部４ｂに締結されている。ボルト１７はそれぞれタービン側取付け部４ｂのボルト穴１９（図１１参照）に螺合している。また、本体１２ａの下端部には上記脚部１２ｂが溶接等によって固着されていて、脚部１２ｂを基礎（図示せず）に対して複数のボルト２７で締結することによって本体１２ａが基礎に固定されている。この剛構造支持部材１２の本体１２ａは面を柔構造支持部材７の本体７ａに比べて幅広であってより撓み難く、勿論ガスタービン１００を十分に支持できる強度を持つ。加えて、本体１２ａの上部はピン１０ａで連結されるとともにボルト１７でケーシング４に対して回り止めされており、下部は脚部１２ｂに対して溶接されている。そのため、ケーシング４がタービン中心軸方向に熱伸びしても柔構造支持部材７のように傾動し難く、対で使用される柔構造支持部材１１に比べてもケーシング４の軸方向への移動を拘束し易い構成である。

なお、図示した剛構造支持部材１２の構成は一例であり、ガスタービン１００を支持するのに十分な強度、及び対で使用される柔構造支持部材１１と比較してケーシング４のタービン中心軸方向への動きを拘束するのに十分な剛性を備える構成であれば、他の構成であっても良い。

上記構成のガスタービン発電設備において、発電機２００はガスタービン１００を原動機として駆動して発電する。ガスタービン１００は、圧縮機１で圧縮された空気を燃焼器（図示せず）で燃料とともに燃焼し、その燃料ガスによってタービン２を駆動する。そのため、ガスタービン１００は、作動流体である高温高圧の燃焼ガスによって高温に曝されて大きな温度変化を生じ、この温度変化に伴って特にタービン中心軸方向に一定の熱伸びを発生させる。したがって、このガスタービン１００の熱伸びの発電機２００への影響を抑えるために、ガスタービン１００は、発電機２００を接続する側では剛的に、反対側では柔的に支持する必要がある。このような支持構造とすることで、発電機２００に近い側の支持位置を基点にしてガスタービン１００が発電機２００と反対側に延びるため、ガスタービン１００の熱伸びの発電機２００への影響が抑えられる。

ガスタービン発電設備を建造するにあたり、予め発電機等の回転機器（被駆動器）を圧縮機側に連結するかタービン側に連結するかが早い段階で決まっていれば、上記の支持構造も含めて機器の配置を検討して製造組立を進めることができるが、決まっていなければ進められない。また、例えば、製造組立の作業が進んでからレイアウトに関して顧客の希望が急に変更されることもあり、発電設備のレイアウトの変更に応じてガスタービンを逐次設計及び製作するとなると、ガスタービンの部品数や設計及び製作に要する時間が著しく増加してしまう。

それに対し、本実施の形態のガスタービン発電設備によれば、発電機２００等の回転機器を接続する出力軸２２，２３を圧縮機側及びタービン側の双方に備え、いずれの側にも選択的に回転機器を接続することができる。すなわち、発電機２００等の回転機器を圧縮機側出力軸２２とタービン側出力軸２３のどちらに接続することになっても追って柔軟に対応できるため、どちらに発電機２００等を連結するかが明らかになる前からガスタービン１００の製造組立を進めることができる。製造組立を進めてからの機器配置等を含めた顧客の要求の変更にも柔軟に対応することができ、仕様変更にも短期にかつ柔軟に対応することができる。

また、発電機２００が圧縮機側出力軸２２及びタービン側出力軸２３のいずれかに選択的に取り付けられるのみならず、ガスタービン１００の支持構造や排気ダクトについても発電機２００の配置に柔軟に対応することができる。具体的には、まず、圧縮機側取付け部であるフランジ４ａについて、剛構造支持部材６及び柔構造支持部材１１のいずれも同じ要領で取り付けることができる。タービン側取付け部４ｂに対しても、柔構造支持部材７及び剛構造支持部材１２を選択的に取り付けることができる。また、排気ダクト５，１３もケーシング４に対して同じ要領で取り付けることができる。したがって、ガスタービン発電設備全体として、機器レイアウト等に柔軟に応じ、仕様変更への対応や制作組立を短期に進めることができる。

（第２の実施の形態）
図１４及び図１５は本発明の第２の実施の形態に係るガスタービン発電設備の全体構造を一部断面で表した概略図であり、図１４はガスタービンに対して圧縮機側に発電機等を連結した場合の構成、図１５はガスタービンに対してタービン側に発電機等を連結した場合の構成を表している。これらの図において説明済みの部材については既出図面と同符号を付して説明を省略する。

第１の実施の形態がガスタービン１００単体で発電機２００等の回転機器を駆動するシンプルサイクル発電設備であったのに対し、本実施の形態はコンバインドサイクル発電設備である点で第１の実施の形態と相違する。具体的には、本獅子の形態のガスタービン発電設備は、ガスタービン１００、ガスタービン１００に接続した発電機２００等の回転機器、及びこの回転機器を介してガスタービン１００に接続した蒸気タービン３００を備えている。

本実施の形態において、発電機２００等を圧縮機側出力軸２２に接続する場合には、図１４に示したように、蒸気タービン３００を発電機２００とともに吸気側に配置し、ガスタービン１００及び発電機２００と同軸上に接続される。その際の剛構造支持部材６、柔構造支持部材７及び排気ダクト５のケーシング４に対する取り付け態様は図１の例と同様である。発電機２００等をタービン側出力軸２３に接続する場合には、図１５に示したように、蒸気タービン３００を発電機２００とともに排気側に配置し、ガスタービン１００及び発電機２００と同軸上に接続する。その際の剛構造支持部材６、柔構造支持部材７及び排気ダクト５のケーシング４に対する取り付け態様は図１の例と同様である。

なお、特に図示していないが、蒸気タービン３００を駆動する蒸気発生源（ボイラ等）が設けられることは言うまでもない。蒸気発生源の熱源にガスタービン１００の排気を用いる場合もある。また、図１５では起動装置４００を発電機２００等とは別に圧縮機側出力軸２２に接続した場合を例示しているが、発電機２００等とともに排気側に起動装置４００を取り付けることも当然できる。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態のようにコンバインドサイクル発電設備にも本発明は適用可能であり、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

なお、以上で説明した実施の形態は本発明の代表的な構成例に過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば、ケーシング４を圧縮機側取付け部（フランジ４ａ）とタービン側取付け部４ｂの２カ所で支持する構成を例示したが、支持位置は３か所以上であっても良い。支持位置が増える場合、最も発電機２００に近い取付け部を剛構造支持部材で剛的に支持し、それ以外の支持位置は全て柔構造支持部材で柔的に支持する構成とする。

１ 圧縮機
２ タービン
４ ケーシング
４ａ フランジ（圧縮機側取付け部）
４ｂ タービン側取付け部
５ 軸流構造の排気ダクト
６ 剛構造支持部材
７ 柔構造支持部材
１１ 柔構造支持部材
１２ 剛構造支持部材
１３ ラジアル流排気構造の排気ダクト
２２ 圧縮機側出力軸
２３ タービン側出力軸
１００ ガスタービン
２００ 発電機
３００ 蒸気タービン

Claims (5)

1. 圧縮機と、
   この圧縮機と同軸に連結されたタービンと、
   これら圧縮機及びタービンを収容するケーシングとを備えたガスタービンであって、
   回転機器を連結するための軸であって前記ケーシングから前記圧縮機側に突出した圧縮機側出力軸と、
   前記回転機器を連結するための軸であって前記ケーシングから前記タービン側に突出したタービン側出力軸と、
   前記ケーシングの圧縮機側の部分に設けた圧縮機側取付け部と、
   前記ケーシングのタービン側の部分に設けたタービン側取付け部と、
   前記圧縮機側取付け部及び前記タービン側取付け部のうち前記回転機器に近い側に取り付けた剛構造支持部材と、
   前記圧縮機側取付け部及び前記タービン側取付け部のうち前記回転機器から遠い側に取り付けた柔構造支持部材とを備え、
   前記剛構造支持部材は、当該剛構造支持部材との間で選択されて同じ取付け部に取り付けられる柔構造支持部材よりも高剛性であることを特徴とするガスタービン。
2. 圧縮機と、
   この圧縮機と同軸に連結されたタービンと、
   これら圧縮機及びタービンを収容するケーシングとを備えたガスタービンであって、
   回転機器を連結するための軸であって前記ケーシングから前記圧縮機側に突出した圧縮機側出力軸と、
   前記回転機器を連結するための軸であって前記ケーシングから前記タービン側に突出したタービン側出力軸と、
   前記ケーシングの圧縮機側の部分に設けた圧縮機側取付け部と、
   前記ケーシングのタービン側の部分に設けたタービン側取付け部と、
   前記圧縮機側取付け部及び前記タービン側取付け部のうち前記回転機器に近い側に取り付けた剛構造支持部材と、
   前記圧縮機側取付け部及び前記タービン側取付け部のうち前記回転機器から遠い側に取り付けた柔構造支持部材とを備え、
   前記剛構造支持部材は、前記圧縮機側取付け部及び前記タービン側取付け部の一方に固定して取り付けられるのに対し、当該剛構造支持部材との間で選択されて当該取付け部に取り付けられる柔構造支持部材は、当該取付け部に対して回動可能に取り付けられることを特徴とするガスタービン。
3. 請求項１又は２のガスタービンにおいて、
   前記圧縮機側出力軸に前記回転機器を取り付ける場合に前記ケーシングに取り付ける軸流排気構造の排気ダクトと、
   前記タービン側出力軸に前記回転機器を取り付ける場合に前記ケーシングに取り付けるラジアル流排気構造の排気ダクトと
   のいずれかを選択的に備えていることを特徴とするガスタービン。
4. 請求項３のガスタービンと、
   このガスタービンに接続した前記回転機器と
   を備えたことを特徴とするガスタービン発電設備。
5. 請求項３のガスタービンと、
   このガスタービンに接続した前記回転機器と、
   前記回転機器を介して前記ガスタービンに接続した蒸気タービンと
   を備えたことを特徴とするガスタービン発電設備。

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