JP2009293469A - 給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法および発電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】 給水ポンプ駆動用タービンに係る試験を容易かつ短時間に行う。
【解決手段】 補助蒸気ヘッダ１０内の補助蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給する第２の駆動蒸気管９４を設ける。試験時においては、蒸気止弁９２を閉じて取り出し弁９５を開け、補助蒸気ヘッダ１０からの補助蒸気を給水ポンプ駆動用タービン９に供給し、給水ポンプ駆動用タービン９を回転させて試験を行うことで、試験を容易かつ短時間に行うことが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ボイラに給水するポンプ（以下、「ボイラ給水ポンプ」という）を駆動するための蒸気タービン（以下、「給水ポンプ駆動用タービン」という）を回転させて試験を行う給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法および給水ポンプ駆動用タービンを備えた発電設備に関する。

石炭火力発電所などにおいては、例えば、次のようにして給水ポンプ駆動用タービンを回して、ボイラ給水ポンプを駆動している（例えば、特許文献１参照。）。すなわち、図２に示すように、ボイラ１００で発生した蒸気を高圧タービン１０１や中圧タービン１０２に供給し、高圧タービン１０１を通過した蒸気の一部（図中矢印Ｆ１１）を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン１０３に供給する。これにより、給水ポンプ駆動用タービン１０３を回し、給水ポンプ駆動用タービン１０３に連結されているボイラ給水ポンプ１０４を駆動して、復水器１０５からの復水をボイラ１００に供給するものである。
特開２００２−１１５８０７号公報

ところで、定期的に行う事業者検査などにおいて、給水ポンプ駆動用タービン１０３を回して過速度試験などの試験を行う場合がある。この場合、高圧タービン１０１から給水ポンプ駆動用タービン１０３への蒸気の流れを遮断し、ボイラ１００からの蒸気を直接給水ポンプ駆動用タービン１０３に供給して、過速度試験などを行う必要があった。すなわち、高圧タービン１０１からの蒸気をボイラ１００や給水ポンプ駆動用タービン１０３に供給する再熱蒸気系統管１０６のエルボ継手１０６ａ（図２中Ａ部）を、図３に示すように取り外し、下流側の再熱蒸気系統管１０６ｂの開口を塞ぎ板１０７で塞ぐ。そして、ボイラ１００からの蒸気を中圧タービン１０２および給水ポンプ駆動用タービン１０３側に流すバルブ１００ａを開けて、図２中矢印Ｆ１２に示すように、ボイラ１００からの蒸気を給水ポンプ駆動用タービン１０３に供給していた。

しかしながら、再熱蒸気系統管１０６は大口径で、大口径のエルボ継手１０６ａを取り外して塞ぎ板１０７を取り付けるには、多大な労力と時間とを要し、工事費がかさんでいた。しかも、再熱蒸気系統管１０６が高温になっているため、エルボ継手１０６ａの取り外しや塞ぎ板１０７の取り付けなどには冷却時間や安全対策が必要となり、さらに労力と時間とを要する。このため、過速度試験などをして設備を復旧させるには、長時間を要していた。

そこでこの発明は、試験を容易かつ短時間に行うことが可能な給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法および発電設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ボイラ給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用タービンを回転させて試験を行う給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法であって、補助蒸気ヘッダからの補助蒸気を駆動蒸気として前記給水ポンプ駆動用タービンに供給し、前記給水ポンプ駆動用タービンを回転させて試験を行う、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、ボイラと、発電用タービンと、復水器と、給水ポンプ駆動用タービンで駆動するボイラ給水ポンプと、を備え、ボイラで発生した蒸気を発電用タービンに供給し、発電用タービンを通過した蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービンに供給して、給水ポンプ駆動用タービンの回転によってボイラ給水ポンプを駆動し、復水器からの復水をボイラに供給する発電設備において、補助蒸気ヘッダ内の補助蒸気を駆動蒸気として前記給水ポンプ駆動用タービンに供給する供給経路と、駆動蒸気を前記給水ポンプ駆動用タービンに前記発電用タービン側から供給するか、前記補助蒸気ヘッダから供給するかを切り替える切替手段と、を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、発電時においては、切替手段によって発電用タービン側（ボイラ側）から給水ポンプ駆動用タービンに駆動蒸気を供給し、試験時においては、切替手段によって補助蒸気ヘッダから給水ポンプ駆動用タービンに駆動蒸気を供給する。

請求項１、２に記載の発明によれば、給水ポンプ駆動用タービンを回して過速度試験などの試験を行う場合には、補助蒸気ヘッダからの補助蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービンに供給して試験を行うため、試験を容易かつ短時間に行うことが可能となる。すなわち、ボイラ（発電用タービン）からの蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービンに供給して試験を行うのではないため、再熱蒸気系統管のエルボ継手を取り外して塞ぎ板を取り付けたり、試験後に再びエルボ継手を取り付けたりする必要がない。しかも、高温のエルボ継手を取り外したりする必要がないため冷却時間や安全対策を要しない。この結果、試験を容易かつ短時間に行うことが可能で、しかも、試験後の復旧を短時間で行うことが可能となる。さらに、補助蒸気ヘッダから駆動蒸気を供給するため、試験時においてはボイラを稼動する必要がない。

また、請求項２に記載の発明によれば、給水ポンプ駆動用タービンへの駆動蒸気の供給元を切替手段によって切り替えることで、容易かつ短時間に発電運転や試験運転に対応することが可能となる。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係る発電ユニット（発電設備）１を示す概略構成図である。図中符号２はボイラで、このボイラ２で発生した主蒸気が、主蒸気管２１を介して高圧タービン（発電用タービン）３に供給される。また、高圧タービン３を通過した主蒸気が排気蒸気となって、第１の再熱蒸気管３１を介して（図中矢印Ｆ１の経路で）ボイラ２に送られ、ボイラ２で再加熱されて再熱蒸気として、第２の再熱蒸気管３２を介して中圧タービン（発電用タービン）４に供給される。さらに、中圧タービン４から排出された排気蒸気が、中圧配管４１を介して低圧タービン（発電用タービン）５に供給され、これらのタービン３〜５の回転によって、発電機６が稼働するようになっている。

そして、低圧タービン５から排出された排気蒸気（水蒸気）は、復水器７に送られて復水されるようになっている。この復水器７とボイラ２とは、給水管７１を介して接続され、この給水管７１上には、ボイラ給水ポンプ８が配設されている。このボイラ給水ポンプ８には、給水ポンプ駆動用タービン９が連結され、この給水ポンプ駆動用タービン９と第１の再熱蒸気管３１のボイラ２よりも上流側とが、第１の駆動蒸気管９１を介して接続されている。そして、高圧タービン３から排出された排気蒸気が、第１の再熱蒸気管３１および第１の駆動蒸気管９１を介して（図中矢印Ｆ２の経路で）、駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給される。これにより、給水ポンプ駆動用タービン９が回転し、この回転に伴ってボイラ給水ポンプ８が駆動して、復水器７からの復水が給水管７１を介してボイラ２に供給されるようになっている。

また、第１の駆動蒸気管９１の上流側（ボイラ２側）には蒸気止弁（切替手段）９２が配設され、下流側（給水ポンプ駆動用タービン９側）には流量調整弁９３が配設されている。さらに、一端が補助蒸気ヘッダ１０に接続された第２の駆動蒸気管（供給経路）９４の他端が、蒸気止弁９２と流量調整弁９３との間に位置する第１の駆動蒸気管９１に接続されている。これにより、補助蒸気ヘッダ１０内の補助蒸気が、第２の駆動蒸気管９４を介して駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給されるようになっている。

この第２の駆動蒸気管９４は、小口径の管で、第２の駆動蒸気管９４には、取り出し弁（切替手段）９５が配設されている。そして、蒸気止弁９２と取り出し弁９５とによって、駆動蒸気を給水ポンプ駆動用タービン９に高圧タービン３側から供給するか、補助蒸気ヘッダ１０側から供給するかを切り替えるようになっている。つまり、蒸気止弁９２を開けて取り出し弁９５を閉じた状態では、高圧タービン３側からの排気蒸気（駆動蒸気）が給水ポンプ駆動用タービン９に供給され、蒸気止弁９２を閉じて取り出し弁９５を開けた状態では、補助蒸気ヘッダ１０側からの補助蒸気（駆動蒸気）が給水ポンプ駆動用タービン９に（図中矢印Ｆ３の経路で）供給される。

ここで、補助蒸気ヘッダ１０は、蒸気を所定圧の状態で補助蒸気として蓄える（一時貯留する）補助蒸気系統であり、この実施の形態では、この発電ユニット１で生成された蒸気を蓄えるとともに、他の発電ユニットで生成された蒸気なども蓄えられるようになっている。また、補助蒸気ヘッダ１０内の補助蒸気は、ストレージタンクや燃料移送系統等の燃料配管などの加温用蒸気として供給されるようになっている。

次に、このような構成の発電ユニット１の作用および、給水ポンプ駆動用タービン９に関する試験方法について説明する。

まず、発電時においては、蒸気止弁９２を開けて取り出し弁９５を閉じた状態で、ボイラ２を稼働させる。これにより、ボイラ２で発生した主蒸気が高圧タービン３に供給され、その排気蒸気が主として第１の再熱蒸気管３１を介してボイラ２に送られるとともに、一部が第１の駆動蒸気管９１を介して駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給される。このとき、流量調整弁９３の開度によって、駆動蒸気の供給量が調整される。そして、駆動蒸気の供給によって給水ポンプ駆動用タービン９が回転してボイラ給水ポンプ８が駆動し、復水器７からの復水がボイラ２に供給される。

次に、定期的に行う事業者検査などにおいて、給水ポンプ駆動用タービン９の過速度試験や保安装置試験などを行う場合には、補助蒸気ヘッダ１０側からの補助蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給し、給水ポンプ駆動用タービン９を回転させて試験を行う。すなわち、蒸気止弁９２を閉じて取り出し弁９５を開けることで、補助蒸気ヘッダ１０側からの補助蒸気を給水ポンプ駆動用タービン９に供給し、その供給量は、流量調整弁９３の開度によって調整する。このとき、試験内容などに応じて、ボイラ給水ポンプ８を給水ポンプ駆動用タービン９から切り離してもよく、また、ボイラ２の稼働を停止してもよい。

ここで、保安装置試験としては、給水ポンプ駆動用タービン９の回転数が上昇することでターニングモータが自動停止することを確認する試験や、給水ポンプ駆動用タービン９の回転数が降下することで補助油ポンプが自動起動することを確認する試験、給水ポンプ駆動用タービン９の回転数が異常上昇することで非常調速装置が作動することを確認する試験、給水ポンプ駆動用タービン９の回転数が下がることでターニングモータが自動起動してターニングが開始することを確認する試験などが含まれる。そして、試験が終了した場合には、再び取り出し弁９５を閉じて蒸気止弁９２を開け、ボイラ２を稼働させることで、ボイラ給水ポンプ８が駆動し、復水器７からの復水がボイラ２に供給される。

以上のように、この発電ユニット１および給水ポンプ駆動用タービン９に関する試験方法によれば、給水ポンプ駆動用タービン９に係る試験を行う場合には、補助蒸気ヘッダ１０の補助蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービン９に供給して試験を行うため、試験を容易かつ短時間に行うことが可能となる。すなわち、ボイラ２からの蒸気を給水ポンプ駆動用タービン９に供給して試験を行うのではないため、第１の再熱蒸気管３１（再熱蒸気系統管）のエルボ継手を取り外して塞ぎ板を取り付けて特別の蒸気経路を確保したり、再びエルボ継手を取り付けたりする必要がない。しかも、高温のエルボ継手を取り外したりする必要がないため冷却時間や安全対策を要しない。さらに、蒸気止弁９２と取り出し弁９５を開閉するだけで、給水ポンプ駆動用タービン９への駆動蒸気の供給元を切り替えることができる。この結果、試運転などを含む試験を容易かつ短時間に行うことが可能で、しかも、試験後の発電復旧を短時間で行うことが可能となる。さらに、補助蒸気ヘッダ１０から駆動蒸気を供給するため、試験時においてはボイラ２を稼動する必要がない。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、発電時において高圧タービン３から排気蒸気の一部を給水ポンプ駆動用タービン９に供給しているが、低温の再熱蒸気などを駆動蒸気として供給してもよい。

この発明の実施の形態に係る発電ユニットを示す概略構成図である。 従来の発電ユニットを示す概略構成図である。 図２の発電ユニットの再熱蒸気系統管のエルボ継手を取り外して塞ぎ板を取り付けた状態を示す図である。

符号の説明

１ 発電ユニット（発電設備）
２ ボイラ
３ 高圧タービン（発電用タービン）
４ 中圧タービン（発電用タービン）
５ 低圧タービン（発電用タービン）
６ 発電機
７ 復水器
８ ボイラ給水ポンプ
９ 給水ポンプ駆動用タービン
９２ 蒸気止弁（切替手段）
９３ 流量調整弁
９４ 第２の駆動蒸気管（供給経路）
９５ 取り出し弁（切替手段）
１０ 補助蒸気ヘッダ

Claims (2)

1. ボイラ給水ポンプを駆動する給水ポンプ駆動用タービンを回転させて試験を行う給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法であって、
   補助蒸気ヘッダからの補助蒸気を駆動蒸気として前記給水ポンプ駆動用タービンに供給し、前記給水ポンプ駆動用タービンを回転させて試験を行う、ことを特徴とする給水ポンプ駆動用タービンに関する試験方法。
2. ボイラと、発電用タービンと、復水器と、給水ポンプ駆動用タービンで駆動するボイラ給水ポンプと、を備え、ボイラで発生した蒸気を発電用タービンに供給し、発電用タービンを通過した蒸気を駆動蒸気として給水ポンプ駆動用タービンに供給して、給水ポンプ駆動用タービンの回転によってボイラ給水ポンプを駆動し、復水器からの復水をボイラに供給する発電設備において、
   補助蒸気ヘッダ内の補助蒸気を駆動蒸気として前記給水ポンプ駆動用タービンに供給する供給経路と、
   駆動蒸気を前記給水ポンプ駆動用タービンに前記発電用タービン側から供給するか、前記補助蒸気ヘッダから供給するかを切り替える切替手段と、
   を設けたことを特徴とする発電設備。
   

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