JP2006300059A - シール用蒸気温度を指示する方法およびそれに関する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン軸端（５４、５６）をシールするのに蒸気を使用する蒸気タービン（４６）において、シール用蒸気の温度示度を得る方法を提供する。
【解決手段】その方法は、（ａ）軸端それぞれにシール用蒸気を分配する蒸気シールヘッダ（５６）へ、供給管（５８）を介してシール用加圧蒸気を順番に供給する段階と、（ｂ）供給管（５８）の下流の、少なくとも一方の軸端（５２）に直に隣接する位置で、シール用加圧蒸気の温度を測定する段階と、（ｃ）シール用加圧蒸気が所定の許容範囲内にあることを保証するために、段階（ｂ）からの温度測定値を使用する段階とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気タービンシステムに関し、より具体的には、蒸気タービンの軸端をシールするために蒸気タービンシール用蒸気を使用することに関する。

当技術分野では公知のように、蒸気タービンの運転前および運転中は、軸端に空気が漏れ込むのを回避するために、またタービン区画に高圧蒸気が漏れ込むのを回避するためにタービン軸端を加圧蒸気でシールする必要がある。タービン軸端をシールするために用いる蒸気の温度は重要であり、タービンの性能に影響を与え得る。シール用蒸気として用いるためには理想的な蒸気の温度が存在し、この温度が得られるか否かは、シール用蒸気の温度測定の精度に懸かっている。

蒸気タービンの軸端のシールにシール用蒸気を使用するための従来の配置では、シール用蒸気温度の測定機器を、補充シール用蒸気をシール用蒸気ヘッダに供給するヘッダ供給管に組み込んでいる。ヘッダは、軸端を含むタービン軸を囲う様々な封入室にシール用蒸気を順番に供給する。この配置は、上記位置では蒸気の流れが両方向であり（タービンの作動状態による）、上記位置が軸端に対して離れているので、正確な温度測定を完全に満足する配置ではないことが明らかになってきた。
米国特許第４，１７３，８６９号公報 米国特許第４，５１９，２０７号公報 米国特許第４，５４１，２４７号公報 米国特許第４，７９３，１３２号公報 米国特許第６，４２２，０２２号公報

本発明は、蒸気タービンの軸端に用いる蒸気の状態を評価し、シール用蒸気の温度を許容限界内に維持するのに必要な温度の調節を温度制御システムが行えるようにするために温度測定値を使用する改善された方法を提供する。

本発明の例示的実施形態によれば、シール用蒸気の温度は、シール用蒸気供給ヘッダの下流、蒸気タービン軸端に入る直前で測定される。温度データは、その位置での温度の規定値外れを検知するのに使用される。測定された温度は、次いで従来のフィードバックループを介して伝達され、それにより許容範囲に入る。

したがって、一態様では、本発明は、タービン軸端をシールするのに蒸気を使用する蒸気タービンにおいて、（ａ）軸端それぞれにシール用蒸気を順番に分配する一対の蒸気シールヘッダへ、シール用加圧蒸気を供給する段階と、（ｂ）蒸気シールヘッダ下流の、少なくとも一方の軸端に直に隣接する位置で、シール用加圧蒸気の温度を測定する段階と、（ｃ）シール用加圧蒸気が所定の許容範囲内に入っていることを保証するために、段階（ｂ）からの温度測定値を使用する段階とを含む、シール用蒸気の温度示度を得る方法に関する。

別の態様では、本発明は、少なくとも一方のタービン軸端をシールするのに蒸気を使用する蒸気タービンにおいて、（ａ）軸端それぞれにシール用蒸気を順番に分配する一対の蒸気シールヘッダへ、シール用加圧蒸気を供給する段階と、（ｂ）蒸気シールヘッダの下流の、少なくとも一方の軸端に直に隣接する位置で、シール用加圧蒸気の温度を測定する段階と、（ｃ）シール用加圧蒸気が所定の許容範囲内に入っていることを保証するために、段階（ｂ）からの温度測定値を使用する段階とを含み、上記所定の許容範囲が３００°Ｆと７００°Ｆとの間であり、少なくとも一方の軸端が、低圧排出部封入室内に囲い込まれている、シール用蒸気の温度示度を得る方法に関する。

さらに別の態様では、本発明は、シール用蒸気供給管と、シール用蒸気をシール用蒸気供給管から受け入れるシール用蒸気ヘッダと、ヘッダから軸の複数の部分を囲い込む複数の封入室へシール用蒸気を供給するための複数の供給管と、ヘッダの下流で、複数の供給管の１つの中に配置されたシール用蒸気温度センサとを備える、蒸気タービン軸の両端をシールするための蒸気シールシステムに関する。

本発明を、添付図面と併せて以下に詳細に記述する。

図１は、従来の蒸気タービンの軸端またはロータ端用の、現在の蒸気シール回路構成を示す。具体的には、シール用蒸気供給システム１０は、低圧（ＬＰ）部分１６および高圧（ＨＰ）部分１８を含む蒸気タービン１４のロータ１２の端部をシールするように構成されている。ロータ１２の、ＨＰ部分に隣接する端部は、ＨＰ排出部封入室２０内に囲い込まれ、ＬＰ部分１６に隣接する反対側端部は、ＬＰ封入室２２内に囲い込まれている。ＬＰタービン部分１６とＨＰタービン部分１８との間では、ロータは、ＬＰ吸入部封入室２４およびＨＰ吸入部封入室２６内に囲い込まれている。

シール用蒸気ヘッダ２８には、シール用蒸気ヘッダ供給管３０を介してシール用蒸気が供給され、シール用蒸気ヘッダ２８は、ＬＰ排出部封入室供給管３２を介してＬＰ排出部封入室２２へ、ＬＰ吸入部管３４を介してＬＰ吸入部封入室２４へ、ＨＰ吸入部封入室供給管３６を介してＨＰ吸入部封入室２６へ、ＨＰ排出部封入室供給管３８を介してＨＰ排出部封入室２０へシール用蒸気を供給する。この公知の構成では、シール用蒸気温度の示度を得て温度制御システム（図示せず）に供給するのに使用される温度センサ４０は、シール用蒸気ヘッダ供給管３０中でヘッダ２８の上流に配置されている。すでに指摘した理由のために、センサ４０のこの配置は、完全に満足なものではない。

次に図２を参照すると、修正されたシール用蒸気供給システム４２が示されている。この構成は、シール用蒸気温度センサの配置についての注目すべき例外を除いては、上記のシステムと実質的に同一である。具体的には、シール用蒸気供給システム４２は、ＬＰ部分４８およびＨＰ部分５０を有する蒸気タービン４６貫通して延在するロータまたは軸４４の端部をシールするように構成されている。ロータの両端は、ＬＰ排出部封入室５２およびＨＰ排出部封入室５４内に囲い込まれている。ＬＰ部分とＨＰ部分４８、５０の間では、ロータ４４は、ＬＰ吸入部封入室４７およびＨＰ吸入部封入室４９内に囲い込まれている。

シール用蒸気ヘッダ５６には、シール用蒸気ヘッダ供給管５８を介してシール用蒸気が供給され、シール用蒸気ヘッダ５６は、ＬＰ排出部封入室供給管６０を介してＬＰ排出部封入室５２へ、ＬＰ吸入部封入室供給管６２を介してＬＰ吸入部封入室４７へ、ＨＰ吸入部封入室供給管６４を介してＨＰ吸入部封入室４９へ、ＨＰ排出部封入室供給管６６を介してＨＰ排出部封入室５４へシール用蒸気を順番に分配する。ただし、この場合、温度センサ６８は、軸端およびＬＰ排出部封入室５２に隣接して、ヘッダ５６の下流、ＬＰ排出部供給管６０中に配置されている。この配置により、その他は従来のフィードバックループである構成を介して許容限界内、たとえば３００〜７００°Ｆのシール用蒸気温度を達成するために使用するシール用蒸気温度の示度に関して、より良い精度を得ることができる。

本発明を、現時点で最も実際的で好ましい実施形態であると考えられる形態に関連して記述してきたが、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれる様々な修正形態および均等な構成を包含するものであることが理解されるべきである。

公知のタービン軸用蒸気シール回路の概略図である。 本発明の例示的実施形態によるタービン軸用蒸気シール回路の概略図である。

符号の説明

１０ シール用蒸気供給システム
１２ ロータ
１４ 蒸気タービン
１６ 低圧（ＬＰ）部分
１８ 高圧（ＨＰ）部分
２０ ＨＰ排出部封入室
２２ ＬＰ封入室
２４ ＬＰ吸入部封入室
２６ ＨＰ吸入部封入室
２８ シール用蒸気ヘッダ
３０ シール用蒸気ヘッダ供給管
３２ ＬＰ排出部封入室供給管
３４ ＬＰ吸入部管
３６ ＨＰ吸入部封入室供給管
３８ ＨＰ排出部封入室供給管
４０ 温度センサ
４２ シール用蒸気供給システム
４４ ロータまたは軸
４６ 蒸気タービン
４６ ＬＰ吸入部封入室
４９ ＬＰ部分
５０ ＨＰ部分
５２ ＬＰ排出部封入室（および軸端）
５４ ＨＰ排出部封入室（および軸端）
５６ シール用蒸気ヘッダ
５８ シール用蒸気ヘッダ供給管
６０ ＬＰ排出部封入室供給管
６２ ＬＰ吸入部封入室供給管
６４ ＨＰ吸入部封入室供給管
６６ ＨＰ排出部封入室供給管
６８ 温度センサ

Claims (10)

1. タービン軸端（５４、５６）をシールするのに蒸気を使用する蒸気タービン（４６）において、シール用蒸気の温度示度を得る方法であって、
   （ａ）前記軸端それぞれに前記シール用蒸気を順番に分配する蒸気シールヘッダ（５６）へ、供給管（５８）を介してシール用加圧蒸気を供給する段階と、
   （ｂ）前記供給管（５８）の下流の、少なくとも一方の前記軸端（５２）に直に隣接する位置で、前記シール用加圧蒸気の温度を測定する段階と、
   （ｃ）前記シール用加圧蒸気が所定の許容範囲内に入っていることを保証するために、段階（ｂ）からの温度測定値を使用する段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記所定の許容範囲が３００°Ｆと７００°Ｆとの間であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記ヘッダ（５６）が、他方の前記軸端にもシール用蒸気を供給することを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記軸端が低圧排出部封入室および高圧排出部封入室（５２、５４）内にそれぞれ囲い込まれていることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記蒸気タービンが、低圧部分および高圧部分（４８、５０）を備え、前記蒸気シールヘッダ（５６）が、前記低圧部分と高圧部分との軸方向中間に配置された低圧吸入部封入室および高圧吸入部封入室（４７、４９）にシール用蒸気を供給することを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 少なくとも一方のタービン軸端をシールするのに蒸気を使用する蒸気タービンにおいて、シール用蒸気の温度示度を得る方法であって、
   （ａ）前記軸端（５２、５４）それぞれに前記シール用蒸気を順番に分配する蒸気シールヘッダ（５６）へ、供給管（５８）を介してシール用加圧蒸気を供給する段階と、
   （ｂ）前記供給管（５８）の下流の、少なくとも一方の前記軸端（５２）に直に隣接する位置で、前記シール用加圧蒸気の温度を測定する段階と、
   （ｃ）前記シール用加圧蒸気が所定の許容範囲内に入っていることを保証するために、段階（ｂ）からの温度測定値を使用する段階と
   を含み、
   前記所定の許容範囲が３００°Ｆと７００°Ｆとの間であり、
   前記少なくとも一方の軸端（５２）が低圧排出部封入室内に囲い込まれていることを特徴とする方法。
7. 前記ヘッダが、他方の前記軸端（５４）にもシール用蒸気を供給することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記他方の前記軸端（５４）が、高圧排出部封入室内に囲い込まれていることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記蒸気タービンが、低圧部分および高圧部分（４９、５０）を備え、前記蒸気シールヘッダが、前記低圧部分と高圧部分との軸方向中間に配置された低圧吸入部封入室および高圧吸入部封入室（４７、４９）にもシール用蒸気を供給することを特徴とする請求項６記載の方法。
10. 蒸気タービン軸（４４）の両端をシールするための蒸気シールシステム（４２）であって、シール用蒸気供給管（５８）と、シール用蒸気を前記シール用蒸気供給管から受け入れるシール用蒸気ヘッダ（５６）と、前記ヘッダ（５６）から前記軸の複数の部分を囲い込む複数の封入室（４７、４９、５２、５４）へシール用蒸気を供給するための複数の追加の供給管（６０、６２、６４および６６）と、前記シール用蒸気供給管の下流で、前記複数の供給管の１つの中に配置されたシール用蒸気温度センサ（６８）とを備えることを特徴とする蒸気シールシステム（４２）。

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