JP2000511254A - 蒸気タービン設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 共通のタービン軸（６）上に配置された複数の圧力段（４ａ、４ｂ）を有する蒸気タービン（４）を備えた蒸気タービン設備において、特にコンパクトな構造にするために、本発明に基づいて復水器（１０）が蒸気タービン（４）の排気側にタービン軸（６）と同軸的に配置され、給水予熱器（１４）がモジュール式で構成されている。その給水予熱器（１４）は一つあるいは各圧力段（４ａ、４ｂ）からの抽気蒸気（Ａ_N，Ａ_H）で加熱され共通のハウジング（２４）の中に配置されている複数の熱交換器モジュール（２０、２２）を有し、これらの各熱交換器モジュールは給水側が直列接続され、抽気蒸気側が並列接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】 蒸気タービン設備 本発明は、共通のタービン軸上に配置された複数の圧力段を有する蒸気タービ ンを備えた蒸気タービン設備に関する。 蒸気タービン設備において一般に、蒸気タービンに後置接続された復水器は蒸 気タービンの下に配置されている。蒸気タービン設備はまた蒸気タービンの水蒸 気回路内を導かれる復水あるいは給水を予熱するために、予熱区間に複数の予熱 器を有している。これらの予熱器を相互におよび蒸気タービンに接続するために 相応した複雑な配管系が設けられている。この種の多数の予熱器を備えた蒸気タ ービン設備は例えば米国特許第５４０４７２４号明細書で知られている。この種 の蒸気タービン設備は、蒸気タービンの構造的な理由および構成要素の数が多い という理由から、かなり高い構造費用および大きな所要場所を必要とする。更に この種の蒸気タービン設備を構築する際に特に高い組立費用がかかり、また復水 器の上に配置された蒸気タービンは高価な支持構造物を必要とする。 本発明の課題は、特に簡単に組立できる特にコンパクトな蒸気タービン設備を 得ることにある。 本発明によればこの課題は、共通のタービン軸上に配置された複数の圧力段を 備えた蒸気タービン設備において、復水器がタービン軸の軸方向において蒸気タ ービンの排気側に配置され、予熱器が複数の熱交換器モジュールを有し、これら の各熱交換器モジュールが一つあるいは各圧力段からの抽気蒸気で加熱され、共 通のハウジングの中に配置され、給水側が直列接続され、抽気蒸気側が並列接続 されていることによって解決される。 本発明は、一方では蒸気タービン設備の重要なすべての構造物、特に蒸気ター ビン、復水器および給水予熱区間の予熱器を同じ階に配置することによって、蒸 気タービン設備を構築する際の組立費用が特に安くなるという考えから出発して いる。他方では給水予熱区間のコンパクトな構成によって、給水予熱区間が特に 空間を節約し更に蒸気タービンの直ぐそばに配置できる。予熱区間のコンパクト な構造は個々の予熱器のモジュールの構成によって達成できる。そのような熱交 換器モジュールは給水側が多重形予熱器の形に直接直列接続されるので、接続管 が省かれる。熱交換器モジュールが共通のハウジングの中に配置されていること により、組立費用は一層減少される。熱交換器モジュール自体は例えばドイツ特 許出願公開第３９０５０６６号明細書で知られている。 有利な実施態様において、蒸気タービンの圧力段および復水器は共通のハウジ ングの中に配置されている。個々の熱交換器モジュールにそれぞれ導入される抽 気蒸気の熱容量を特に効果的に利用するために、従って蒸気タービン設備の効率 を特に高くするために、各熱交換器モジュールはその設計圧力を蒸気タービンの 圧力段に合せることが有利である。 抽気蒸気の種々の圧力段を互いに特に確実に絶縁するために、隣接する二つの 熱交換器モジュールはそれぞれ抽気蒸気側が隔壁によって分離され、給水側が管 寄せを介して互いに接続されていることが有利である。 熱交換器モジュールの内部における熱交換の際に凝縮した抽気蒸気を戻すため に、全熱交換器モジュールに対して共通の凝縮抽気蒸気受けが設けられているこ とが有利である。 約３５０ＭＷまでの出力範囲で使用するために、蒸気タービンは半回転数式に 設計されていることが有利である。これはタービン軸の回転周波数が発電機によ って給電される電源回路の系統周波数（５０又は６０Ｈｚ）の半分であることを 意味する。 本発明によって得られる利点は特に、復水器がタービン軸の排気側に配置され ていることによって、膨張した蒸気が軸方向に排出されるので、蒸気タービンの 効率が特に高められることにある。更に復水器が排気の直後に配置されているこ とによって、蒸気タービンは実質的に同じ階に設置でき、従って高価な支持構造 物なしに設置できる。同様に同じ階に蒸気タービンの直ぐ近くに設置できるコン パクトに構成された予熱器あるいは多重形予熱器と関連して、全体として特にコ ンパクトで空間が節約された構造が得られる。従って機械ハウジングの静力学お よび大きさについての要求が低くなる。組立の際および将来の点検の際も設備構 成要素の設置および取り外しが移動式クレーンあるいは自動クレーンによって行 われることを考えて、機械室は純然たる耐候形として形成できる。更に上述の構 想は構成要素特に熱交換器モジュールを予め製作することを可能にする。更に抽 気蒸気用、復水の帰還用および給水の導入用に特に短い配管しか必要とされない 。従って蒸気タービンと復水器並びに給水搬送装置と給水予熱装置は一体ユニッ トとして設計および製作できる。 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図は蒸気タービンと同 軸的に配置された復水器と多重形予熱器とを備えた蒸気タービン設備を概略的に 示している。 図面における蒸気タービン設備はボイラ２を備えた汽力発電所１の一部である 。蒸気タービン設備は高圧段４ａと低圧段４ｂとを備えた蒸気タービン４を有し 、この蒸気タービン４は共通のタービン軸６を介して発電機８を駆動する。蒸気 タービン４は半回転数形に設計され、即ちタービン軸６は給電すべき電力系統の 系統周波数の半分の周波数で回転する。蒸気タービン４に後置接続されてこれと 共に共通のハウジング１１の中に配置されている復水器１０は、排気側でタービ ン軸６の軸方向に蒸気タービン４、のそばに配置されている。 復水器１０は出口側が給水ポンプ１３付きの給水管１２を介して予熱器１４あ るいは多重形予熱器に接続されている。予熱器１４は出口側が給水管１６を介し てボイラ２に開口し、このボイラ２は出口側が生蒸気管１８を介して蒸気タービ ン４の高圧段４ａに接続されている。 この実施例において多重形予熱器１４は共通のハウジング２４の中に配置され ている二つの熱交換器モジュール２０、２２を有している。多重形予熱器１４の 各熱交換器モジュール２０、２２は抽気蒸気Ａ_NないしＡ_Hを供給される。抽気蒸 気Ａ_N、Ａ_Hの圧力および温度は蒸気タービン４のそれぞれの抽気場所に関係して いる。この実施例の場合、抽気蒸気Ａ_Nは蒸気タービン４の低圧段４ｂから取り 出され、これに対して抽気蒸気Ａ_Hは蒸気タービン４の高圧段４ａから取り出さ れている。従って抽気蒸気Ａ_Hは高い温度および高い圧力を有し、抽気蒸気Ａ_Nは 比較的低い温度および比較的低い圧力を有している。直列に配置された熱交換器 モジュール２０、２２は従って抽気蒸気Ａ_HないしＡ_Nの種々の圧力範囲に対して 設計されている。その代わりに、両熱交換器モジュール２０、２２に同 じように蒸気タービン４の高圧段４ａからの抽気蒸気Ａ_Hを供給すること、ある いはまた同じように蒸気タービン４の低圧段４ｂからの抽気蒸気Ａ_Nを供給する こともできる。追加的に更なる熱交換器モジュールおよび／又は更なる抽気口Ａ を設けることができる。 熱交換器モジュール２０、２２の圧力範囲を互いに絶縁するために、熱交換器 モジュール２０と熱交換器モジュール２２との間に隔壁２６が設けられている。 従って熱交換器モジュール２０、２２は抽気蒸気側が並列接続されている。 熱交換器モジュール２０、２２は給水側が管寄せ２８を介して互いに接続され ている。この実施例において管寄せ２８は隔壁２６の一部と成っている。多重形 予熱器１４の給水入口にないし給水出口に管寄せ３０、３２が設けられている。 熱交換器モジュール２０、２２の中に多数の給水管３４ないし３６が設けられ ている。熱交換器モジュール２０の給水管３４は入口側が入口管寄せ３０に、出 口側が管寄せ２８に接続されている。熱交換器モジュール２２の給水管３６は入 口側が管寄せ２８に、出口側が出口管寄せ３２に接続されている。多重形予熱器 １４の熱交換器モジュール２０、２２は従って給水側が直列接続されている。 凝縮した抽気蒸気Ａ_N、Ａ_Hを復水器１０に戻すために、全熱交換器モジュール ２０、２２に対して共通の凝縮液受け３８が凝縮抽気蒸気Ａ_Kのために設けられ ている。 復水器１０を後置接続した蒸気タービン４並びに多重形予熱器１４は同じ階に 特に互いに接近して配置されている。これによって蒸気タービン設備に対する所 要空間は特に小さくなっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．共通のタービン軸（６）上に配置された複数の圧力段（４ａ、４ｂ）を有す る蒸気タービン（４）を備えた蒸気タービン設備において、復水器（１０）が蒸 気タービン（４）の排気側にタービン軸（６）と同軸的に配置され、給水予熱器 （１４）が複数の熱交換器モジュール（２０、２２）を有し、各熱交換器モジュ ールが蒸気タービンの一つあるいは各圧力段（４ａ、４ｂ）からの抽気蒸気（Ａ_N 、Ａ_H）で加熱され、共通のハウジング（２４）の中に配置され、給水側が直列 接続され、抽気蒸気側が並列接続されている蒸気タービン設備。 ２．圧力段（４ａ、４ｂ）および復水器（１０）が共通のハウジング（１１）の 中に配置されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン設備。 ３．各熱交換器モジュール（２０、２２）が圧力段（４ａ、４ｂ）に合わされて いることを特徴とする請求項１又は２記載の蒸気タービン設備。 ４．隣接する二つの熱交換器モジュール（２０、２２）のそれぞれ抽気蒸気側が 隔壁（２６）によって分離され、給水側が管寄せ（２８）を介して互いに接続さ れていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の蒸気タービ ン設備。 ５．抽気蒸気の凝縮液（Ａ_K）のための、全熱交換器モジュール（２０、２２） に対して共通の凝縮液受け（３８）が設けられていることを特徴とする請求項１ ないし４のいずれか１つに記載の蒸気タービン設備。 ６．蒸気タービン（４）が半回転数形に設計されていることを特徴とする請求項 １ないし５のいずれか１つに記載の蒸気タービン設備。