会社のニュース カプラン水車の設置プロセスの簡単な紹介

このプレゼンテーションでは、カプランタービンのモデルを使用して、その主な設置手順を紹介します。内部構造を明確に説明するために、すべての画像は断面図です。

1. 1.埋込部品の設置
2. 2.ランナーの設置
3. 3.ガイドベーンとヘッドカバーの設置
4. 4.ガイドベーン駆動機構の設置
5. 5.水ガイド軸受と軸シールを設置
6. 6.3つの主要部品（ランナー、ガイドコーン、サポートカバー）の接続と吊り上げ設置。

1.埋込部品の設置

水力発電所の建屋の第1期コンクリート打設中に、ドラフトチューブエルボのコンクリート打設を完了し、ドラフトチューブコーン部（総称してドラフトチューブ）の関連部品をエルボの上に設置します。ドラフトチューブなどの基礎部品を固定した後、ランナー室を設置します。ランナー室はユニット設置の基準部品であり、その設置位置は正確でなければなりません。次の図は、ドラフトチューブとランナー室を示しています。

図1.ドラフトチューブとランナー室

ランナー室の上にステイリングが設置されます。大型水力タービンのステイリングは大きく重いため、現場で組み立てられます。その中心はランナー室の中心と同軸です。ステイリングは、タービン全体の基礎部品として、高い設置精度が要求されるだけでなく、十分な強度も確保する必要があります。図2を参照してください。

図2—アキシャルフロータービンのランナーリング

金属製スパイラルケーシングは、ステイリングの外周に沿ってセグメントごとに設置されます。スパイラルケーシングが完全に設置されたら、第2期コンクリート充填が行われ、タービン・発電機ピットの建設が完了します。多くのアキシャルフロータービンはコンクリート製スパイラルケーシングを採用しており、そのステイリング構造も多少異なります。図3を参照してください。

図3—アキシャルフロータービンの金属製スパイラルケーシング

シートリングの内側下部にボトムリングが設置され、このボトムリングには可動ガイドベーン下端の軸受を取り付けるための穴があります。図4の緑色のボトムリングを参照してください。

図4—カプランタービンのボトムリング

2.ランナーの設置

大型水力タービンのランナーは現場で組み立てられます。

ランナー軸（主軸）は中空で、内部に油管が通っており、ランナーブレードの回転を制御します。主軸上端のフランジは水力発電機に接続され、下端のフランジはランナー本体に接続されます。軸の中間部には軸カラーがあり、ガイド軸受の回転部となります。図5を参照してください。このモデルは4枚のブレードを持ち、インペラ本体にはブレード回転を制御する機構が装備されています。この機構はブレードアームを回転させます。図6に示すように、ブレード回転機構は図には示されていません。ブレードをブレードアームに取り付け、主軸をランナー本体に取り付けます。図7は完成したランナーを示しています。

図8.カプランタービンのランナーをランナー室に設置

3.ガイドベーンとヘッドカバーの設置

可動ガイドベーン下部軸に下部ガイドベーン軸受を取り付け、その後、ガイドベーンをボトムリングに一つずつ取り付けます。

図9.可動ガイドベーンの設置

ステイリング上部にヘッドカバーが設置されます。ヘッドカバーにはガイドベーンスリーブ（軸受）を取り付けるための貫通穴があります。図10に示すように、ヘッドカバー内部には潤滑、排水、冷却パイプに使用される油管、水管などの部品があります。

図10.カプランタービンのヘッドカバーの設置

ヘッドカバーにガイドベーン軸スリーブを取り付けます。このスリーブは可動ガイドベーン上部軸の軸受となります。図11に示すように、スリーブ内部には軸受ブッシュと軸シール装置があります。

図11.カプランタービンのガイドベーン軸スリーブの設置

プラント内で、サポートカバーとフローガイドコーンを組み立て、ヘッドカバー内に持ち上げて設置します。サポートカバーには、コントロールリングの取り付け面（レール）があります。

図12.カプランタービンのサポートカバーの組み立て

4.ガイドベーン駆動機構の設置

サポートカバーのガイドレールにコントロールリングを取り付けます。コントロールリングはタービン軸を中心に回転できます。コントロールリングの上側にはシリンダーロッドを接続するための大きなアイレットがあり、下部円周にはガイドベーンリンケージロッドを接続するためのピンがあります。

各ガイドベーンの上部軸にクランクアームを取り付け、コントロールリングのピンと接続ロッドを使用して接続します。接続ロッド中央のスレッドスリーブを調整して、すべてのガイドベーンが同じ角度で回転するようにします。

カプランタービンのガイドベーンクランクアームと接続ロッドの設置。サーボモータシートはコンクリートの埋込位置に設置されます。一部の大型水力タービンでは、サーボモータシートはヘッドカバーに取り付けられます。サーボモータを設置するには、シリンダーピストンロッドを接続ロッドを使用してコントロールリングに接続します。

5.水ガイド軸受と軸シールを設置

ガイド軸受は主にランナーの機械的不均衡力に耐え、軸の振動を防ぎます。ガイド軸受は、ガイド軸受ブッシュ、サポートスクリュー、軸受ベース、軸カラー、オイルクーラーなどのいくつかの主要部品で構成されています。軸カラーは主軸に取り付けられた回転部であり、その他の部品は固定部です。サポートスクリューは軸受台のブッシュサポートに取り付けられています。6つのブッシュ（断面図では4つのみ表示）が主軸の軸カラーをしっかりと抱き込んでいます。ガイド軸受はオイルタンク内に設置され、オイルタンク蓋で覆われています。オイルタンクとオイルタンク蓋は、それぞれ軸受台の下と上に設置されています。ブッシュは潤滑油に浸されており、オイルタンク下部には扇形の銅管クーラーが配置されており、油温の上昇を防ぎます。図16に示すように、ガイド軸受はガイドコーン上部の中央に設置されています。図18に示すように。

図16.水ガイド軸受の構造

主軸シール装置は、ランナー室からの加圧水が主軸とガイドコーンの間の隙間から上方に漏れるのを防ぎます。このモデルはメカニカルフェースシールを採用しています。6本のサポートピラーがシール軸受に固定されています（断面図では3本のみ表示）。これらのピラーに—スプリングが取り付けられています。図17（a）に示すように。

シールリングホルダーがシールサポートの内輪に挿入されます。サポートの6本のピラーがシールリングホルダーの6つの穴に挿入されます。ホルダーは上下に移動でき、ホルダーとサポートの間の隙間にシールリングが埋め込まれており、水漏れを防ぎます。図17（b）に示すように。

回転リングは主軸に隙間なく固定されており、主軸と一緒に回転します。シールリングホルダーにはシールリングが埋め込まれており、サポートのスプリングにより、シールリングが回転リングの下面にしっかりと押し付けられます。主軸が回転すると、回転リングとシールリングは滑り摩擦を起こします。しっかりと押し付けられたシールリングは、水の漏れを効果的に防ぎます。図17（c）を参照してください。

図17.軸シールの詳細構造

軸シール装置は、ガイドコーン下部の中央に設置されています。図18に示すように。

図18.ガイドコーン本体におけるガイド軸受と軸シールの構造。

6.3つの主要部品（ランナー、ガイドコーン、サポートカバー）の接続と吊り上げ設置を完了します。

現場の作業場高さが十分で、ブリッジクレーンの吊り上げ能力が十分な場合、3体結合吊り上げ方法を採用できます。これには、ランナーブレード駆動機構と操作油圧ホースの設置を含む、3つの主要部品（ランナー、ガイドコーン、サポートカバー）の組み立てと接続が含まれます。図19に示すように。

図19.3つの部品を一緒に接続して吊り上げる

固定部品の設置により、ローターの個別吊り上げが不要になります。図8に示すように、ガイドベーン、ヘッドカバー、スリーブのみです。図20に示すように。

図20。3つの主要部品の吊り上げ前に設置された固定部品

その後、3つの主要部品を一体として吊り上げ、機械ピットの下の所定の位置に一緒に降ろします。所定の位置に配置した後、図12を参照し、所定の順序で設置を進めます。

全体的な統合吊り上げにより、機械ピットでの設置作業量が削減され、ユニットの設置期間が短縮されます。現在、新設の発電所では統合吊り上げ方式の採用が増えています。タービンの設置プロセス全体は非常に複雑であり、厳格な設置技術が要求されます。発電機の設置と重複することが多く、実際の現場条件によっては、設置順序が調整されることさえあります。さらに、異なるモデルのタービンは構造がわずかに異なります。上記の情報は参考用です。