JP2002147342A - 地熱蒸気タービン装置 - Google Patents
地熱蒸気タービン装置Info
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Abstract
分負荷時においても抑制することが可能な地熱蒸気ター
ビン装置を提供する。 【解決手段】地熱蒸気タービン装置１は注水量指令装置
として、注水量比の値が定格負荷時に２％、部分負荷時
には蒸気タービン８の負荷量（主蒸気９１の供給量であ
る主蒸気量）の減少に伴って２％よりも増大させるよう
に設定された指令信号２ａを発信する注水量指令装置２
を用いる。制御弁７１は指令信号２ａを受け、注水装置
７が供給する洗浄水９２の供給量（注水量）を指令信号
２ａに対応させるように調整する。地熱蒸気タービン装
置１では部分負荷時の洗浄水９２の注水量が従来よりも
増大され、この増大分の洗浄水９２が主蒸気９１の乾き
度の解消に用いられるので、部分負荷時であっても洗浄
水９２による主蒸気通流路の洗浄を行うことができる。
Description
する主蒸気に地熱蒸気を用いる地熱蒸気タービン装置に
係わり、主蒸気の通流路へのスケール等の異物の付着を
部分負荷時においても抑制することが可能なその構成に
関する。
する主蒸気の蒸気源に地熱井から得られた地熱蒸気を用
いる蒸気タービン装置である。地熱蒸気タービン装置で
は主蒸気に含まれるスケールなどの異物が、主蒸気が蒸
気タービン内で膨張する過程で析出するなどして主蒸気
通流路（羽根など）に付着し、主蒸気通流路の通流面積
を狭くして地熱蒸気タービン装置の出力を低減させるこ
とが知られている。これに対処するために、地熱蒸気タ
ービン装置ではタービンに供給される主蒸気に洗浄水を
注入することで主蒸気通流路の洗浄を行うようにしてい
る。このような注水装置を備えた従来例の地熱蒸気ター
ビン装置を図３を用いて説明する。ここで図３は従来例
の地熱蒸気タービン装置を示す系統図である。図３で
は、主蒸気，洗浄水などの流体系統を実線で、信号系統
を一点鎖線で示している。
受けて回転負荷装置である発電機６を駆動する蒸気ター
ビン８と、蒸気加減弁８１，流量計８２，注水装置７，
制御弁７１，注水量指令装置７２などを備えた従来例の
地熱蒸気タービン装置である。蒸気加減弁８１は地熱蒸
気である主蒸気９１の蒸気タービン８への供給量を調整
し、注水装置７は主蒸気９１に洗浄水９２を注入し、制
御弁７１は後記する指令信号７２ａを受け，注水装置７
に供給する洗浄水９２の供給量（注水量）を指令信号７
２ａに対応するように調整するこの事例の場合の注水量
調整装置である。
蒸気量に対応する信号８２ａを発信するこの事例の場合
の信号発信装置であり、注水量指令装置７２は信号８２
ａを受信し，主蒸気量に対応して必要になる洗浄水９２
の注水量を演算するなどして求め，注水量に関する指令
信号７２ａを発信する。なお５は、発電機６が出力して
いる電力値を検出する電力計測器などの出力検出装置で
あり、主蒸気量が発電機６の出力に対応していることか
ら、流量計８２に代えて信号発信装置として用いられる
場合がある。
ように構成されているので、主蒸気９１に異物が含まれ
る地熱蒸気を用いても、蒸気タービン８内の主蒸気９１
の通流路に異物が付着するのを防止できる。これによっ
て、蒸気タービン８の異物付着による出力の低下の発生
を抑制すると共に、主蒸気９１の通流路に付着した異物
を除去するための地熱蒸気タービン装置９の運転停止の
頻度を大幅に低減できている。なお、洗浄水９２の注水
量の主蒸気量に対する比率（注水量比）の値は、地熱蒸
気に含まれる異物の割合などに対応させて設定され、２
〜３％前後程度とされることが多い。
力系統と連係運転されることが一般で、商用電力系統の
全発電量に占める地熱蒸気タービン装置による発電量の
割合が極めて小さいため、商用電力系統の全需要電力が
変動しても地熱蒸気タービン装置はほぼ定格負荷状態で
連続運転されている。これによって、蒸気量を人為的に
調整ができない自然エネルギーである地熱蒸気の有効活
用を可能にしている。なお、注水装置を備えた地熱蒸気
タービン装置として特開平９−２１７６７４号公報（株
式会社東芝）が開示されており、この公報には定格負荷
の９０％以上の負荷量という狭い範囲の負荷量（したが
って、狭い範囲の主蒸気量）の場合においてのみ洗浄水
９２の注入が行われることが示されている。
る地熱蒸気タービン装置９では注水装置７を備えること
で、異物が含まれる地熱蒸気を使用しても、異物付着に
よる蒸気タービン８の出力低下の発生の抑制や、主蒸気
９１の通流路に付着した異物の除去作業に伴う地熱蒸気
タービン装置９の運転停止の頻度の低減を可能にしてい
る。しかしながら近年になり、注水装置７を備えた地熱
蒸気タービン装置であっても、離島などに設置される場
合には異物付着の問題が発生することが見出され、その
解決が望まれている。すなわち、 離島に設置される地熱蒸気タービン装置９の場合で
は、離島の商用電力系統と連係運転されるにしても、こ
の電力系統の全発電量に占める地熱蒸気タービン装置の
発電量の割合が相対的に大きくなる。このために、夜間
などの全需要電力が少なくなる場合には地熱蒸気タービ
ン装置９の発電量を減少しなければならず、地熱蒸気タ
ービン装置９を部分負荷状態で長時間運転することが必
要になる。
負荷運転では、次の項で説明するように蒸気タービン
８内で膨張した主蒸気９１の乾き度の増大をもたらす。
主蒸気９１の乾き度が増大されると、洗浄水９２の少な
くとも一部が乾き度の解消に消費されるので、異物の洗
浄に必要な量の洗浄水９２の確保が不可能になる。この
ために、注水装置７を備える地熱蒸気タービン装置９で
あっても異物付着の問題が発生する。
時（部分負荷時）に蒸気タービン８内で膨張した主蒸気
９１の乾き度が増大する理由を図４を用いて説明する。
ここで図４は、蒸気タービンの負荷量と主蒸気の乾き度
などとの関係を説明する説明図である。この事例の場合
の地熱蒸気タービン装置９では、図４に示すように、定
格負荷運転時（定格負荷時）には主蒸気９１は蒸気ター
ビン８内で膨張線（実線）に従って膨張してほぼ飽和蒸
気になるように設定されている。したがって、注水装置
７から主蒸気９１に注入された洗浄水９２は水のままで
存在して異物の洗浄に用いられる。
負荷時よりも減少させるために蒸気加減弁８１が絞られ
るので、蒸気タービン８の流入部での主蒸気９１の圧力
値が低下する。このことが、図４では、定格負荷から部
分負荷への移行に伴う等圧力線（点線）の高エントロピ
側への移動として示されている。部分負荷時では主蒸気
９１の膨張がこの低い圧力値の状態から膨張線に沿って
行われるので、膨張後の主蒸気９１の状態は、部分負荷
時の膨張線と等エンタルピ線との交点Ａで示される。そ
うして、部分負荷時の蒸気タービン８内の膨張した主蒸
気９１は飽和蒸気線を越えているので乾き蒸気の状態に
なる。
エントロピ線（一点鎖線）を描いた場合、等エントロピ
線は飽和蒸気線と交わるがこれを交点Ｂとする。等エン
トロピ線の交点Ａと交点Ｂとの間の長さは、蒸気加減弁
８１が絞られたことで部分負荷時の主蒸気９１に発生し
た過熱量を示すことになる。この状態では洗浄水９２の
少なくとも一部が主蒸気９１の乾き度の解消に消費され
るので、異物の洗浄に必要な量の洗浄水９２の確保が不
可能になる。なお、図４に示されているように、等圧力
線（点線），膨張線（実線）および等エントロピ線（一
点鎖線）で形成される三角形は、定格負荷時および部分
負荷時のいずれにおいても相似形であり、これ等の３本
の線の線のそれぞれは互いに平行する関係にある。
みなされ、その目的は、主蒸気通流路へのスケール等の
異物の付着を部分負荷時においても抑制することが可能
な地熱蒸気タービン装置を提供することにある。
は、 １）地熱蒸気である主蒸気の供給系統に主蒸気に洗浄水
を注入する注水装置を備えた地熱蒸気タービン装置にお
いて、前記注水装置が注入する洗浄水の量を調整する注
水量調整装置と、前記主蒸気の供給量である主蒸気量に
対応する信号を発信する信号発信装置と、この信号発信
装置が発信した信号を基にして前記注水量調整装置に対
し注水量に関する指令信号を発信する注水量指令装置と
を備え、広い範囲の前記主蒸気量において，前記注水量
が主蒸気量に対する比率値を主蒸気量の減少に伴って増
大するように調整されることにより達成される。
を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において
は、図３に示した従来例の地熱蒸気タービン装置と同一
部分には同じ符号を付しその説明を省略する。図１は、
この発明の実施の形態の一例による地熱蒸気タービン装
置を示す系統図である。図１では、主蒸気，洗浄水など
の流体系統を実線で、信号系統を一点鎖線で示してい
る。図１において、１は、図３に示した従来例による地
熱蒸気タービン装置９に対し、注水量指令装置７２に代
えて注水量指令装置２を用いるようにした地熱蒸気ター
ビン装置である。
範囲の主蒸気量に対し、洗浄水９２の注水量の主蒸気９
１の供給量に対する比率（注水量比）の値が，主蒸気量
の減少に伴って増大するように設定された指令信号２ａ
を発信することが特長である。制御弁７１は指令信号２
ａを受けて、注水装置７が供給する洗浄水９２の注水量
を指令信号２ａに対応させるように調整する。地熱蒸気
タービン装置１の注水装置７で得られる注水量比の特性
を図２を用いて説明する。
ンの負荷量と注水量比との関係を説明する説明図であ
り、定格負荷時の注水量比の値が２％に設定された場合
を例示している。この発明の実施の形態の一例の地熱蒸
気タービン装置１では、注水量比の値は定格負荷時に２
％、部分負荷時には蒸気タービン８の負荷量，すなわ
ち，主蒸気９１の供給量である主蒸気量の減少に伴って
２％よりも増大させる（図２参照）。すなわち、部分負
荷時の地熱蒸気タービン装置１の洗浄水９２の注水量
は、従来例の地熱蒸気タービン装置９の場合よりも増大
され、この増大した分の洗浄水９２は蒸気タービン８内
の主蒸気９１の乾き度の解消に用いられる。
部分負荷時であっても、洗浄水９２によって主蒸気通流
路の洗浄を行うことができ、離島などに設置される場合
における従来例の問題点（前述の「発明が解決しようと
する課題」の項の説明を参照）を全く解消できる。ま
た、自然エネルギーである地熱蒸気は、地熱井によって
は地熱蒸気量が変動する場合がありえる。地熱蒸気ター
ビン装置１は、このような地熱井を対象に設置される地
熱蒸気タービン装置としても好適である。
ビンの負荷量と注水量比との関係は、図４を参照する
と、任意の負荷量の点で等圧力線，膨張線，等エントロ
ピ線の三角形を描いて、その負荷量での蒸気タービン８
内の主蒸気９１の乾き度を求めることで得ることができ
る。なおまた、この発明の地熱蒸気タービン装置１の定
格負荷時の注水量比の値は、２％に限定されるものでは
なく、例えば、従来例の地熱蒸気タービン装置９の場合
と同等の２〜３％前後程度などに設定できることは勿論
のことである。
は、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成と
することで次記の効果を得られる。すなわち、離島に設
置される地熱蒸気タービン装置や地熱蒸気供給量が変動
する地熱井と組み合わされる地熱蒸気タービン装置など
の、部分負荷運転を行う必要な地熱蒸気タービン装置に
関し、地熱蒸気に含まれていて主蒸気通流路に付着した
異物の洗浄水による洗浄を部分負荷運転時であっても可
能にできる。これにより、部分負荷運転が頻繁かつ長時
間に行われる地熱蒸気タービン装置の場合であっても、
蒸気タービンの異物付着による出力の低下の発生が抑制
されると共に、主蒸気の通流路に付着した異物を除去す
るための地熱蒸気タービン装置の運転停止の頻度の大幅
な低減が可能になる。
ービン装置を示す系統図
比との関係を説明する説明図
の関係を説明する説明図
Claims (1)
- 【請求項１】地熱蒸気である主蒸気の供給系統に主蒸気
に洗浄水を注入する注水装置を備えた地熱蒸気タービン
装置において、 前記注水装置が注入する洗浄水の量を調整する注水量調
整装置と、前記主蒸気の供給量である主蒸気量に対応す
る信号を発信する信号発信装置と、この信号発信装置が
発信した信号を基にして前記注水量調整装置に対し注水
量に関する指令信号を発信する注水量指令装置とを備
え、広い範囲の前記主蒸気量において，前記注水量が主
蒸気量に対する比率値を主蒸気量の減少に伴って増大す
るように調整されることを特徴とする地熱蒸気タービン
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346525A JP4407041B2 (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 地熱蒸気タービン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000346525A JP4407041B2 (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 地熱蒸気タービン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147342A true JP2002147342A (ja) | 2002-05-22 |
| JP4407041B2 JP4407041B2 (ja) | 2010-02-03 |
Family
ID=18820379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000346525A Expired - Lifetime JP4407041B2 (ja) | 2000-11-14 | 2000-11-14 | 地熱蒸気タービン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4407041B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102678197A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-19 | 大连福佳·大化石油化工有限公司 | 汽轮机转子在线清洗方法 |
-
2000
- 2000-11-14 JP JP2000346525A patent/JP4407041B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN102678197A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-09-19 | 大连福佳·大化石油化工有限公司 | 汽轮机转子在线清洗方法 |
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| JP4407041B2 (ja) | 2010-02-03 |
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