CN103380056A - 蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置 - Google Patents

蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置 Download PDF

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Abstract

提供一种在不导致设置空间的增大而实现双轴化的基础上，通过简易的结构就能够独立地驱动两个输出轴的蒸汽涡轮驱动机。蒸汽涡轮驱动机（1A）具备被供给蒸汽而被驱动的前进用高压涡轮（7）、由前进用高压涡轮（7）驱动的第一驱动轴（4）、被供给从前进用高压涡轮（7）排出的蒸汽而被驱动的前进用第一低压涡轮（11）及前进用第二低压涡轮（13）、由前进用第一低压涡轮（11）及前进用第二低压涡轮（13）驱动的第二驱动轴（14），所述蒸汽涡轮驱动机（1A）具备对从前进用高压涡轮（7）排出而向前进用第一低压涡轮（11）及前进用第二低压涡轮（13）供给的蒸汽的压力进行控制的蒸汽排放管路（33）及减压阀（35）。

Description

蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置
技术领域
本发明涉及具有两个驱动轴的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置。
背景技术
作为使船舶的螺旋桨旋转的蒸汽涡轮，已知有具备被供给从锅炉引导的过热蒸汽而旋转的高压涡轮和被供给从高压涡轮排出的过热蒸汽而旋转的低压涡轮的蒸汽涡轮（例如参照专利文献1）。该船舶用蒸汽涡轮将高压涡轮和低压涡轮沿着船宽方向排列配置，通过减速器将从这些涡轮得到的各自的旋转输出结合，使一个螺旋桨旋转。
由于船舶的大型化等，在要求了使螺旋桨旋转的输出轴的双轴化的情况下，若应用专利文献1记载的蒸汽涡轮，则每个输出轴都需要高压涡轮及低压涡轮。然而，发动机室中的设置空间（尤其是船宽方向）存在限制，难以进行设置。
因此，在要求了船舶的双轴化时，主要采用低速柴油机主机直接连结方式或电动马达推进方式。
为了解决这种蒸汽涡轮的设置空间的问题，提出了下述专利文献2记载的蒸汽涡轮。在该蒸汽涡轮中，将高压涡轮及低压涡轮沿着船宽方向排列配置，利用高压涡轮驱动一个输出轴，并且利用低压涡轮驱动另一个输出轴，由此避免了设置空间的增大。
然而，由于采用通过从高压涡轮排出的过热蒸汽来驱动低压涡轮的过热蒸汽的单流形式，因此不可避免地产生高压涡轮输出与低压涡轮输出的不均衡。为了将解决该问题，该文献记载的蒸汽涡轮在各输出轴上设置轴发电机或电动机并将它们相互电连接，由此消除了各自的输出的不均衡。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-17007号公报（[0027]、图1）
专利文献2：日本特开2009-56868号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献2记载的蒸汽涡轮在能够消除各输出轴的输出不平衡的点上优异，但是需要设置轴发电机或电动机，会导致设施的复杂化或成本的增大。
本发明鉴于这种情况而完成，目的在于提供一种在不导致设置空间的增大而实现双轴化的基础上，通过简易的结构就能够独立地驱动两个输出轴的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的蒸汽涡轮驱动机、以及具备蒸汽涡轮驱动机的船舶及气体液化装置采用以下的手段。
即，本发明的第一形态的蒸汽涡轮驱动机具备：被供给蒸汽而被驱动的高压侧涡轮；由该高压侧涡轮驱动的第一驱动轴；被供给从所述高压涡轮排出的蒸汽而被驱动的低压侧涡轮；以及由该低压侧涡轮驱动的第二驱动轴，所述蒸汽涡轮驱动机具备压力控制单元，该压力控制单元控制从所述高压侧涡轮排出而向所述低压侧涡轮供给的蒸汽的压力。
蒸汽涡轮驱动机采用由高压侧涡轮驱动的第一驱动轴、由被供给从高压侧涡轮排出的蒸汽而被驱动的低压侧涡轮来驱动的第二驱动轴，通过蒸汽的单流来实现双轴化，由此不导致设置空间的增大而实现双轴化。
并且，具备对从高压侧涡轮排出而向低压侧涡轮供给的蒸汽的压力进行控制的压力控制单元，能够不受高压侧涡轮的运转条件的影响地设定向低压侧涡轮流入的蒸汽的压力。由此，能够独立地控制高压侧涡轮的输出和低压侧涡轮的输出。如此，通过追加压力控制单元这样的简易结构就能够实现双轴的独立控制。
需要说明的是，作为高压侧涡轮，包括具备一个从锅炉引导高压过热蒸汽而被驱动的高压涡轮的结构或除了该高压涡轮之外还具备由利用锅炉对来自高压涡轮的排出蒸汽进行再热而得到的过热蒸汽驱动的中压涡轮的结构。
另外，蒸汽涡轮驱动机的各驱动轴的输出例如可以使用于船舶的螺旋桨驱动用，也可以使用作为用于使气体液化的压缩机的动力，或者还可以使用作为发电机的驱动用。
而且，在所述第一形态的蒸汽涡轮驱动机中，所述压力控制单元具备：使从所述高压侧涡轮排出的蒸汽的一部分分支而向凝汽器引导的蒸汽排放路径；对在该蒸汽排放路径中流动的蒸汽进行减压的减压阀；以及以使向所述低压侧涡轮流动的蒸汽成为规定压力的方式对所述减压阀进行控制的控制部。
通过将从高压侧涡轮排出的蒸汽的一部分经由蒸汽排放路径向凝汽器引导，来减少导向低压侧涡轮的蒸汽的压力。此时，通过控制部来控制对在蒸汽排放路径流动的蒸汽进行减压的减压阀，使向低压侧涡轮流动的蒸汽的压力成为规定值。由此，能够与高压侧涡轮的排气压力无关地、独立地控制低压侧涡轮的入口蒸汽压力。
此外，所述第一形态的蒸汽涡轮驱动机也可以是向所述低压侧涡轮供给从与所述高压侧涡轮的排气系统不同的另一系统引导的蒸汽的结构。
对于低压侧涡轮，供给另一系统的过热蒸汽，实现低压侧涡轮的输出增大。由此，能够独立于高压侧涡轮地进行输出的加减，因此能够稳定地控制低压侧涡轮。
作为从另一系统引导的蒸汽，可举出例如从锅炉降热蒸汽线引导的效用蒸汽。由此，能够从主涡轮系统独立，能够期待进一步的稳定运用。
此外，在所述结构中，可以是如下结构：所述低压侧涡轮由相对于从所述高压侧涡轮供给的过热蒸汽并联设置的第一低压涡轮及第二低压涡轮这两个低压涡轮构成，仅对于所述第一低压涡轮，从所述另一系统供给蒸汽。
将低压侧涡轮分成两个低压涡轮，仅对于一方的第一低压涡轮，从另一系统供给蒸汽。由此，低压侧涡轮的控制性提高。
此外，在所述结构中，在将所述第一低压涡轮的入口侧和所述高压侧涡轮的排气侧连接的蒸汽供给路径上设有防止蒸汽从该第一低压涡轮向该高压侧涡轮侧逆流的止回阀。
由于向第一低压涡轮供给来自另一系统的蒸汽，因此根据从高压侧涡轮排出的过热蒸汽的压力条件的不同（即根据压力控制单元的设定压力值的不同），有从另一系统供给的蒸汽的压力相对变大而蒸汽从第一低压涡轮向高压侧涡轮侧逆流的可能性。因此，为了防止该逆流而设置止回阀，实现稳定的运转。
另外，本发明的第二形态的船舶具备：上述任一记载的蒸汽涡轮驱动机；由所述第一驱动轴驱动而旋转的第一螺旋桨；以及由所述第二驱动轴驱动而旋转的第二螺旋桨。
使用上述的蒸汽涡轮驱动机，能够实现使用能够独立地驱动双轴的蒸汽涡轮驱动机并具有两个螺旋桨的双轴船，能够提供设置性及成本有利的船舶。
需要说明的是，高压侧涡轮及低压侧涡轮不仅能适用前进用涡轮，而且也能够适用后退用涡轮。
另外，本发明的第三形态的气体液化装置具备：上述任一记载的蒸汽涡轮驱动机；由所述第一驱动轴驱动而旋转的第一压缩机；由所述第二驱动轴驱动而旋转的第二压缩机；使由所述第一压缩机压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第一冷热输出部；以及使由所述第二压缩机压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第二冷热输出部，通过所述第一冷热输出部及所述第二冷热输出部对气体进行冷却而使气体液化。
使用能够独立地驱动双轴的蒸汽涡轮驱动机，独立地驱动两台压缩机，得到两个膨胀循环，由此使液化气体液化。由此，能够提供设置性及成本有利的气体液化装置。
发明效果
由于具备对从高压侧涡轮排出而向低压侧涡轮供给的过热蒸汽的压力进行控制的压力控制单元，因此能够以简易的结构，独立地控制高压侧涡轮的输出和低压侧涡轮的输出。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的蒸汽涡轮驱动机的概略结构图。
图2是表示本发明的第二实施方式的蒸汽涡轮驱动机的概略结构图。
图3是表示将本发明的蒸汽涡轮驱动机应用于气体液化装置的例子的概略结构图。
图4是表示在从现有的单轴船向FSRU进行改造时，应用了本发明的蒸汽涡轮驱动机的例子的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
[第一实施方式]
以下，使用图1，说明本发明的第一实施方式。
图1中示出了在具备两个螺旋桨的双轴船中使用的蒸汽涡轮驱动机1A。蒸汽涡轮驱动机1A具备右舷机3和左舷机5。
右舷机3具备前进用高压涡轮（高压侧涡轮）7和后退用涡轮9。
从未图示的船舶用锅炉将作为高压过热蒸汽的主驱动蒸汽经由主蒸汽管路8向前进用高压涡轮7引导。在主蒸汽管路8设有由未图示的控制部进行开度控制的主蒸汽阀10，由此来控制高压涡轮7的输出。主蒸汽阀10在前进时进行开度调整，在后退时全闭。
在后退时，从未图示的船舶用锅炉将成为高压过热蒸汽的主驱动蒸汽向后退用涡轮9引导。
前进用高压涡轮7及后退用涡轮9安装在同一第一驱动轴4上，前进用高压涡轮7及后退用涡轮9的输出在经由减速器20减速之后，向由推力轴承22支承的螺旋桨轴24传递。在螺旋桨轴24的前端安装有未图示的右舷侧螺旋桨，对船舶施加推进力。
左舷机5具备前进用第一低压涡轮（低压侧涡轮）11、前进用第二低压涡轮（低压侧涡轮）13、后退用涡轮15。所述前进用第一低压涡轮11、前进用第二低压涡轮13及后退用涡轮15安装在同一第二驱动轴14上，前进用第一低压涡轮11、前进用第二低压涡轮13及后退用涡轮15的输出经由减速器21减速之后，向由推力轴承23支承的螺旋桨轴25传递。在螺旋桨轴25的前端安装有未图示的左舷侧螺旋桨，对船舶施加推进力。
前进用第一低压涡轮11和后退用第二低压涡轮以成为相对的方式设置在同轴上，膨胀过程是并行的。
在前进用高压涡轮7的排气侧连接有排出蒸汽管27，而且在排出蒸汽管27的下游侧连接有向前进用第一低压涡轮11的蒸汽入口连接的第一供给管路29、向前进用第二低压涡轮13的入口连接的第二供给管路31、向未图示的凝汽器连接的蒸汽排放管路（蒸汽排放路径）33。在蒸汽排放管路33设有在从全闭到全开的范围内能够进行开度调整的减压阀35。减压阀35的开度由未图示的控制部控制。通过所述蒸汽排放管路33、减压阀35及控制减压阀35的控制部，构成对向各低压涡轮11、13供给的过热蒸汽的压力进行控制的压力控制单元。
在前进用第一低压涡轮11的蒸汽入口连接有低压驱动蒸汽管路37，被供给从锅炉降热蒸汽线引导的作为效用蒸汽的低压驱动蒸汽。在低压驱动蒸汽管路37设有由未图示的控制部进行开度调整的低压驱动蒸汽阀38。因此，前进用第一低压涡轮11除了被供给从前进用高压涡轮7排出的蒸汽之外，还被供给来自低压驱动蒸汽管路37的低压驱动蒸汽。
上述结构的蒸汽涡轮驱动机1A如以下那样动作。
从船舶用锅炉将作为高压过热蒸汽的主驱动蒸汽向前进用高压涡轮7供给，驱动前进用高压涡轮7旋转。由此，经由第一驱动轴4及减速器20来驱动螺旋桨轴24，右舷侧螺旋桨旋转而产生前进推力。右舷侧螺旋桨的输出通过主蒸汽阀10的开度来调整。
从前进用高压涡轮7排出的过热蒸汽在排出蒸汽管27中流动，且在并联设置的第一供给管路29及第二供给管路31中流动。流过第一供给管路29的过热蒸汽被导向前进用第一低压涡轮11，驱动前进用第一低压涡轮11旋转。同样地，流过第二供给管路31的过热蒸汽被导向前进用第二低压涡轮13，驱动前进用第二低压涡轮13旋转。
如此向各低压涡轮11、13供给的过热蒸汽的压力由设于蒸汽排放管路33的减压阀35来调整。即，通过增大减压阀35的开度，穿过蒸汽排放管路33而被导向凝汽器的蒸汽量增大，因此被导向各低压涡轮11、13的过热蒸汽的压力下降，与之相反地，通过减小减压阀35的开度，穿过蒸汽排放管路33而被导向凝汽器的蒸汽量减少，因此被导向各低压涡轮11、13的过热蒸汽的压力上升。该减压阀35的开度控制由未图示的控制部进行，根据左舷侧螺旋桨所需的推力来调整。
当驱动前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13旋转时，经由第二驱动轴14及减速器21来驱动螺旋桨轴25，左舷侧螺旋桨旋转而产生前进推力。左舷侧螺旋桨的输出如上述那样通过减压阀35的开度来调整。
在左舷侧螺旋桨的输出不足时，将从低压驱动蒸汽管路37引导的低压驱动蒸汽向前进用第一低压涡轮11供给。供给的低压驱动蒸汽的压力由低压驱动蒸汽阀38控制。
驱动前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13旋转而结束了作功的蒸汽作为排出蒸汽而被导向凝汽器。
在后退时，主驱动蒸汽向各后退用涡轮9、15供给，驱动所述涡轮9、15旋转。由此，右舷侧螺旋桨及左舷侧螺旋桨沿反方向旋转，产生后退推力。驱动各后退用涡轮9、15旋转而结束了作功的蒸汽作为排出蒸汽而被导向凝汽器。
如以上那样，根据本实施方式，起到以下的作用效果。
前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13被供给从高压涡轮7排出的蒸汽而被驱动，采用由前进用高压涡轮7驱动的第一驱动轴4和由前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13驱动的第二驱动轴14，通过蒸汽的单流来实现双轴化，由此，不导致设置空间的增大而能够实现双轴化。
并且，为了控制从前进用高压涡轮7排出而向前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13供给的蒸汽的压力，具备蒸汽排放管路33及减压阀35。由此，能够不受前进用高压涡轮7的运转条件的影响地设定向前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13流入的蒸汽的压力。因此，能够独立地控制前进用高压涡轮7的输出、前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13的输出。如此，通过追加蒸汽排放管路33、减压阀35及对减压阀进行控制的控制部这样的简易结构就能够实现双轴的独立控制。
作为与引导前进用高压涡轮7的排出蒸汽的第一供给管路29及第二供给管路31不同的另一系统的过热蒸汽供给系统，从低压驱动蒸汽管路37供给低压驱动蒸汽。由此，能够独立于导向前进用高压涡轮7的主蒸汽系统地实现前进用第一低压涡轮11的输出增大。由此，能够稳定地控制由前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13驱动的左舷机5。
另外，将低压侧涡轮分为两个低压涡轮（前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13），仅对于一方的前进用第一低压涡轮11，从低压驱动蒸汽管路37供给蒸汽。由此，低压侧涡轮（前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13）的控制性提高。
[第二实施方式]
接着，使用图2，说明本发明的第二实施方式。本实施方式使第一实施方式的结构进一步发展。因此，对于与第一实施方式同样的结构，标注同一标号，并省略其说明。
在本实施方式的蒸汽涡轮驱动机1B的右舷机3设有与前进用高压涡轮7同样地安装于第一驱动轴4的前进用中压涡轮40。通过所述前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40，构成高压侧涡轮。前进用中压涡轮40由通过再热器42对来自前进用高压涡轮7的排出蒸汽进行再加热而得到的过热蒸汽来驱动。具体而言，从高压涡轮7的排气侧的排出蒸汽管27分支出旁通管路44，通过该旁通管路44将一部分的排出蒸汽导向再热器42进行再加热，并通过再热蒸汽供给管46向前进用中压涡轮40引导再热蒸汽。向再热器42旁通的蒸汽流量通过在前进用高压涡轮7侧的排出蒸汽管27设置的旁通阀49的开度调整来决定。旁通阀49的开度基于向第一控制部52赋予的规定的函数而控制。例如，如由标号52表示的图形所示，在前进转速（RPM（AHEAD：前进））低时，增大旁通阀49的开度而减少旁通到再热器42侧的蒸汽流量，在前进转速高时，减小旁通阀49的开度而增大旁通到再热器42侧的蒸汽流量。需要说明的是，再热器42通常构成作为未图示的船舶用锅炉的一部分。
第一控制部52也控制主蒸汽阀10。例如，如由标号22表示的图形所示，对应于前进转速（RPM（AHEAD：前进））的转速的增大而开度增大，即施加节流。
从前进用中压涡轮40排出的过热蒸汽穿过排出蒸汽管48，在合流点50处与从前进用高压涡轮7引导的排出蒸汽合流。从合流后的合流排出蒸汽管54向蒸汽排放管路33分支，而且，向并联连接的第一供给管路29及第二供给管路31分支的点与第一实施方式相同。
在合流排出蒸汽管54设有压力传感器56，该压力传感器56用于计测由设于蒸汽排放管路33的减压阀35减压后的蒸汽压力。该压力传感器56也构成本发明的压力控制单元的一部分。由压力传感器56计测的计测压力值PV向第二控制部58传送。在第二控制部58中，将从外部赋予的设定压力值SV与计测压力值PV进行比较，以成为设定压力值SV的方式例如通过PID控制向减压阀35输出指令值OP。减压阀35基于该指令值OP来控制其开度。
通过减压阀35而减压后的排放蒸汽向凝汽器60引导。
如以上那样进行了压力控制后的过热蒸汽经由第一供给管路29及第二供给管路31，分别向前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13引导。这一点与第一实施方式相同。但是，在本实施方式中，在第一供给管路29设有止回阀62。该止回阀62防止蒸汽从前进用第一低压涡轮11向高压侧涡轮侧（前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40）逆流。
在前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13结束了作功的蒸汽向凝汽器60引导。
在低压驱动蒸汽管路37设有将效用蒸汽压力控制成恒定的减压阀64。通过了减压阀64的低压驱动蒸汽在分支点66分支之后，向低压驱动蒸汽阀38引导。低压驱动蒸汽阀38由第三控制部68控制其开度。具体而言，随着前进转速（RPM（AHEAD：前进））增大，低压驱动蒸汽阀38的开度增大。由此，独立于主蒸汽地对低压侧涡轮（前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13）的输出不足进行补充。低压驱动蒸汽阀38在前进时如上述那样进行开度控制，但在后退时全闭。
此外，在本实施方式中，取代在第一实施方式中均由主蒸汽驱动的后退用涡轮9、15，采用右舷侧的高压后退涡轮70和由该高压后退涡轮70的排出蒸汽来驱动的低压后退涡轮72。
高压后退涡轮70由从后退用主蒸汽管路74引导的主蒸汽驱动而旋转，该后退用主蒸汽管路74从主蒸汽管路8分支。
在后退用主蒸汽管路74设有主蒸汽阀76，由第四控制部78控制主蒸汽阀76的开度。主蒸汽阀76在后退时进行开度控制，在前进时全闭。
从高压后退涡轮70排出的过热蒸汽穿过后退用的排出蒸汽管78，向蒸汽排放管路80分支。在蒸汽排放管路80设有减压阀82。
在后退用的排出蒸汽管78设有压力传感器84，该压力传感器84用于计测由减压阀82减压后的蒸汽压力。由压力传感器84计测到的计测压力值PV向第五控制部86传送。在第五控制部86中，将从外部赋予的设定压力值SV与计测压力值PV进行比较，以成为设定压力值SV的方式例如通过PID控制向减压阀82输出指令值OP。减压阀82基于该指令值OP来控制其开度。
如此，后退用的蒸汽排放管路80、减压阀82、压力传感器84及第五控制部86构成本发明的压力控制单元。
通过减压阀82而减压后的排放蒸汽向凝汽器60引导。
未向蒸汽排放管路80分支而流过后退用的排出蒸汽管78的过热蒸汽通过供给管路88，向低压后退涡轮72引导。在排出蒸汽管78设有低压蒸汽阀90。该低压蒸汽阀90由第六控制部92控制其开度。例如，如由标号92表示的图形所示，对应于后退转速（RPM（ASTERN：后退））的转速的增大而开度增大，即施加节流。
设有后退用的低压驱动蒸汽管96，该低压驱动蒸汽管96从低压驱动蒸汽管路37的分支点66分支，而在合流点94处与后退用的供给管路88合流。在该低压驱动蒸汽管96设有后退用的低压驱动蒸汽阀98。低压驱动蒸汽阀98由第六控制部92控制其开度。例如，如由标号92表示的图形所示，在后退转速（RPM（ASTERN：后退））的转速低时全闭，在超过规定的转速时，为了实现输出增大而开度逐渐增大。
需要说明的是，后退用的低压蒸汽阀90及低压驱动蒸汽阀98在前进时全闭。
上述结构的蒸汽涡轮驱动机1B如以下那样动作。
在前进时，后退用的主蒸汽阀76、低压蒸汽阀90及低压驱动蒸汽阀98全闭。
并且，从船舶用锅炉将作为高压过热蒸汽的主驱动蒸汽向前进用高压涡轮7供给，驱动前进用高压涡轮7旋转。由此，经由第一驱动轴4及减速器20来驱动螺旋桨轴24，右舷侧螺旋桨旋转而产生前进推力。右舷侧螺旋桨的输出通过由第一控制部52控制的主蒸汽阀10的开度来调整。
从前进用高压涡轮7排出的过热蒸汽在排出蒸汽管27中流动，根据由第一控制部52控制的旁通阀49的开度，一部分向旁通管路44分支，其余部分向排出蒸汽管27的下游侧流动。流过旁通管路44的过热蒸汽由再热器42再加热而成为再热蒸汽，穿过再热蒸汽供给管46向前进用中压涡轮40引导。驱动前进用中压涡轮40旋转而结束了作功的过热蒸汽穿过排出蒸汽管48，在合流点50处与从前进用高压涡轮7引导的排出蒸汽合流。并且，过热蒸汽在并联设置的第一供给管路29及第二供给管路31中流动。流过第一供给管路29及止回阀29的过热蒸汽向前进用第一低压涡轮11引导，驱动前进用第一低压涡轮11旋转。同样地，流过第二供给管路31的过热蒸汽向前进用第二低压涡轮13引导，驱动前进用第二低压涡轮13旋转。
如此向各低压涡轮11、13供给的过热蒸汽的压力由设置在蒸汽排放管路33上的减压阀35调整。即，通过基于压力传感器56的计测压力值PV进行控制的第二控制部58，以成为设定压力值SV的方式调整减压阀35的开度。具体而言，通过增大减压阀35的开度，穿过蒸汽排放管路33向凝汽器60引导的蒸汽量增大，因此向各低压涡轮11、13引导的过热蒸汽的压力下降，与之相反，通过减小减压阀35的开度，穿过蒸汽排放管路33向凝汽器引导的蒸汽量减少，因此向各低压涡轮11、13引导的过热蒸汽的压力上升。在此，向第二控制部58赋予的设定压力值SV优选可变，以免白白地排放蒸汽。
当驱动前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13旋转时，经由第二驱动轴14及减速器21来驱动螺旋桨轴25，左舷侧螺旋桨旋转而产生前进推力。左舷侧螺旋桨的输出如上述那样由减压阀35的开度来调整。
在左舷侧螺旋桨的输出不足时，将从低压驱动蒸汽管路37引导的低压驱动蒸汽向前进用第一低压涡轮11供给。供给的低压驱动蒸汽的压力通过由第三控制部68控制的低压驱动蒸汽阀38来调整。
驱动前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13旋转而结束了作功的蒸汽作为排出蒸汽向凝汽器60引导。
在后退时，前进用的主蒸汽阀10、低压驱动蒸汽阀38全闭。
在后退时，进行与前进时同样的动作，因此省略其说明。即，通过主驱动蒸汽来驱动高压后退涡轮70并通过高压后退涡轮70的排出蒸汽来驱动低压后退涡轮72的点、通过蒸汽排放管路80、减压阀83、压力传感器84及第五控制部86进行压力控制的点、通过由低压驱动蒸汽阀98调整后的低压驱动蒸汽来辅助驱动低压后退涡轮72的点与前进的情况相同。
如以上那样，根据本实施方式，起到以下的作用效果。
采用由前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40驱动的第一驱动轴4和通过被供给从高压涡轮7排出的蒸汽而驱动的前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13来驱动的第二驱动轴14，通过蒸汽的单流来实现双轴化，由此不导致设置空间的增大而能够实现双轴化。
并且，为了控制从前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40排出而向前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13供给的蒸汽的压力，具备蒸汽排放管路33及减压阀35。由此，能够不受前进用高压涡轮7的运转条件的影响地设定向前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13流入的蒸汽的压力。因此，能够独立地控制前进用高压涡轮7的输出和前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13的输出。如此，通过追加蒸汽排放管路33、减压阀35及对减压阀进行控制的控制部这样的简易结构就能够实现双轴的独立控制。
另外，关于后退涡轮70、72，与前进用一样，为了控制向低压后退涡轮72供给的蒸汽的压力，具备蒸汽排放管路80及减压阀82，得到与前进用同样的作用效果。
作为与引导前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40的排出蒸汽的第一供给管路29及第二供给管路31不同的另一系统的过热蒸汽供给系统，从低压驱动蒸汽管路37供给低压驱动蒸汽。由此，能够独立于向前进用高压涡轮7及前进用中压涡轮40引导的主蒸汽系统地实现前进用第一低压涡轮11的输出增大。由此，能够稳定地控制由前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13驱动的左舷机5。
另外，将低压侧涡轮分成两个低压涡轮（前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13），仅对于一方的前进用第一低压涡轮11，从低压驱动蒸汽管路3供给蒸汽。由此，低压侧涡轮（前进用第一低压涡轮11及前进用第二低压涡轮13）的控制性提高。
此外，向第一低压涡轮11供给的低压驱动蒸汽根据从高压侧涡轮7、40排出的过热蒸汽的压力条件的不同（即根据第二控制部58的设定压力值SV的不同），有低压驱动蒸汽的压力相对增大而蒸汽从第一低压涡轮11向高压侧涡轮7、40侧逆流的可能性，因此在第一供给管路29设置了止回阀62。由此，实现稳定的运转。
[第三实施方式]
接下来，使用图3，说明本发明的第三实施方式。在第一实施方式及第二实施方式中，以将蒸汽涡轮驱动机1A、1B应用于双轴船的情况为前提，但本实施方式示出气体液化装置100作为蒸汽涡轮驱动机的其他用途。
气体液化装置100对例如作为LNG（液化天然气）等液化气体的原料的天然气（NG）进行冷却而使天然气液化。气体液化装置100将上述的蒸汽涡轮驱动机1A、1B作为构成制冷循环的压缩机的驱动源。需要说明的是，在该图中，概略性地示出了蒸汽涡轮驱动机1A、1B，但关于高压侧涡轮102、低压侧涡轮103、压力控制单元（未图示）、基于低压驱动蒸汽的辅助驱动（未图示）、第一驱动轴105及第二驱动轴107，设为与第一实施方式及第二实施方式同样的结构。
气体液化装置100具备：由第一驱动轴105驱动而旋转的第一压缩机109；及由第二驱动轴107驱动而旋转的第二压缩机111。各压缩机109、111分别具备由驱动轴105、107驱动而旋转的设置在同轴上的双级压缩部，压缩后的致冷剂（例如氮）向未图示的制冷循环引导。
在未图示的制冷循环中设有：使由第一压缩机109压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第一冷热输出部；及使由第二压缩机111压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第二冷热输出部（所谓的双膨胀循环（double expansion cycle））。并且，通过第一冷热输出部及第二冷热输出部，对作为LNG的原料的天然气等进行冷却而使天然气液化。
如本实施方式那样，为了实现具有两个膨胀部的制冷循环，通过应用能够独立地控制两轴的蒸汽涡轮驱动机1A、1B，能够提供设置性及成本有利的气体液化装置。而且，由于能够独立地控制各驱动轴，因此能够将一个压缩机设为高压用并将另一个压缩机设为低压用，从而能够实现高效率的液化。
[第四实施方式]
接下来，使用图4，说明本发明的第四实施方式。在第一实施方式及第二实施方式中，以将蒸汽涡轮驱动机1A、1B应用于双轴船的情况为前提，但本实施方式示出了将作为船舶的推进装置而使用的蒸汽涡轮驱动机变换为发电用的驱动机的例子，作为蒸汽涡轮驱动机的其他用途。
在现有的单轴的蒸汽涡轮船中，在蒸汽涡轮驱动机的输出目的地即各驱动轴205、207的输出侧，设有由减速器、螺旋桨轴等构成的输出机构部201。在将这种蒸汽涡轮船变更为FSRU（Floating Storage andRegasification Unit：浮式贮存和再气化装置）那样的不需要推进器的浮体时，不需要输出机构部201。
因此，在本实施方式中，卸下输出机构部201，改造成与第一实施方式及第二实施方式同样的蒸汽涡轮驱动机1A、1B。具体而言，在现有的高压侧涡轮202与低压侧涡轮203之间追加设置蒸汽排放管路33、减压阀35等压力控制单元和用于引导效用蒸汽等低压驱动蒸汽的低压驱动蒸汽管路37、低压驱动蒸汽阀38等辅助驱动系统。并且，对于第一驱动轴205及第二驱动轴207，分别连接得到它们的旋转而被驱动的第一发电机209及第二发电机211。
如本实施方式那样，即使在将现有的单轴的蒸汽涡轮船变更为FSRU那样的浮体的情况下，也能够对现有的推进装置进行改造而使用作为发电机的驱动用。而且，蒸汽涡轮驱动机1A、1B能够独立地控制各驱动轴205、207，因此能够任意地调整各发电机209、211的发电量，从而能够灵活应对电力需要。
标记说明
1A、1B 蒸汽涡轮驱动机
4 第一驱动轴
7 前进用高压涡轮（高压侧涡轮）
11 前进用第一低压涡轮（低压侧涡轮）
13 前进用第二低压涡轮（低压侧涡轮）
14 第二驱动轴
33、80 蒸汽排放管路（压力控制单元）
35、82 减压阀（压力控制单元）
37 低压驱动蒸汽管路
56、84 压力传感器（压力控制单元）
58 第二控制部（压力控制单元）
62 止回阀
86 第五控制部（压力控制单元）

Claims (7)

1.一种蒸汽涡轮驱动机，其具备：
被供给蒸汽而被驱动的高压侧涡轮；
由该高压侧涡轮驱动的第一驱动轴；
被供给从所述高压涡轮排出的蒸汽而被驱动的低压侧涡轮；以及
由该低压侧涡轮驱动的第二驱动轴，
所述蒸汽涡轮驱动机具备压力控制单元，该压力控制单元控制从所述高压侧涡轮排出而向所述低压侧涡轮供给的蒸汽的压力。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮驱动机，其中，
所述压力控制单元具备：
使从所述高压侧涡轮排出的蒸汽的一部分分支而向凝汽器引导的蒸汽排放路径；
对在该蒸汽排放路径中流动的蒸汽进行减压的减压阀；以及
以使向所述低压侧涡轮流动的蒸汽成为规定压力的方式对所述减压阀进行控制的控制部。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽涡轮驱动机，其中，
向所述低压侧涡轮供给从与所述高压侧涡轮的排气系统不同的另一系统引导的蒸汽。
4.根据权利要求3所述的蒸汽涡轮驱动机，其中，
所述低压侧涡轮由相对于从所述高压侧涡轮供给的过热蒸汽并联设置的第一低压涡轮及第二低压涡轮这两个低压涡轮构成，
仅对于所述第一低压涡轮，从所述另一系统供给蒸汽。
5.根据权利要求4所述的蒸汽涡轮驱动机，其中，
在将所述第一低压涡轮的入口侧和所述高压侧涡轮的排气侧连接的蒸汽供给路径上设有防止蒸汽从该第一低压涡轮向该高压侧涡轮侧逆流的止回阀。
6.一种船舶，其具备：
权利要求1～5中任一项所述的蒸汽涡轮驱动机；
由所述第一驱动轴驱动而旋转的第一螺旋桨；以及
由所述第二驱动轴驱动而旋转的第二螺旋桨。
7.一种气体液化装置，其中，
具备：
权利要求1～5中任一项所述的蒸汽涡轮驱动机；
由所述第一驱动轴驱动而旋转的第一压缩机；
由所述第二驱动轴驱动而旋转的第二压缩机；
使由所述第一压缩机压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第一冷热输出部；以及
使由所述第二压缩机压缩后的致冷剂膨胀而得到冷热的第二冷热输出部，
通过所述第一冷热输出部及所述第二冷热输出部对气体进行冷却而使气体液化。
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