JP2012092653A5 - - Google Patents

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発電システムPower generation system

本発明は、タービンの回転力により発電機を駆動する発電システムに関し、特に、複数のタービンを備え、その一部をシステム稼働時に停止させることもある発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation system that drives a generator by the rotational force of a turbine, and more particularly, to a power generation system that includes a plurality of turbines and that may be partially stopped when the system is operating.

大型の船舶は、運航中に必要となる電力を発電する発電システムを搭載している。舶用発電システムは、一般に、タービンの回転力により発電機を駆動する。タービンには、推進用原動機である主機周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービンと、主機の排ガスの一部から回転力を取り出すパワータービンとの両方が適用されることがある。この場合、発電システムには、排ガスの熱を主とした主機周辺の廃熱を回収するための廃熱回収系が付加される(例えば、特許文献1参照)。   Large ships are equipped with a power generation system that generates the power required during operation. In general, a marine power generation system drives a generator by the rotational force of a turbine. For the turbine, both a steam turbine that extracts rotational power from waste heat around the main engine that is a propulsion motor and a power turbine that extracts rotational power from a part of the exhaust gas of the main engine may be applied. In this case, a waste heat recovery system for recovering waste heat around the main engine mainly including the heat of exhaust gas is added to the power generation system (see, for example, Patent Document 1).

推進負荷が低いときには、主機の排ガスの流量が小さくなるので、パワータービンが満足に動作し得ない可能性がある。そこで、システムを稼働させようとするときには蒸気タービンを原則として常に動作させ、システムが稼働しているときでも状況に応じてパワータービンを動作又は停止させる発電システムが提案されている(例えば、特許文献2参照)。   When the propulsion load is low, the flow rate of the exhaust gas from the main engine becomes small, and there is a possibility that the power turbine cannot operate satisfactorily. Therefore, a power generation system has been proposed in which a steam turbine is always operated in principle when operating the system, and the power turbine is operated or stopped depending on the situation even when the system is operating (for example, Patent Documents). 2).

特許文献1は、1台の蒸気タービン、1台のパワータービン、及び各タービンに対応して設けられた2機の発電機を備える発電システムを開示している。特許文献2は、1台の蒸気タービン、1台のパワータービン及び1機の発電機を備える発電システムを開示しており、また、2台のタービンの回転力を1機の発電機に入力可能にする動力伝達系を複数例開示している。   Patent Document 1 discloses a power generation system including one steam turbine, one power turbine, and two generators provided corresponding to each turbine. Patent Document 2 discloses a power generation system including one steam turbine, one power turbine, and one generator, and the rotational power of two turbines can be input to one generator. A plurality of examples of power transmission systems are disclosed.

特表2009−532614号公報Special table 2009-532614 特開2010−133284号公報JP 2010-133284 A

しかし、特許文献1の発電システムによれば、2機の発電機を備えるので、システム全体が非常に大型となる。すると、舶内の狭隘な機関室を大きく圧迫する。特に、コンテナ船等の荷役運搬船の設計においては、荷役運搬船の本来的な目的である貨物積載のためのスペースが第一義的に確保されていくため、機関室として与えられるスペースは極めて限定的なものとなり、大型のシステムを搭載することが困難を極める。   However, according to the power generation system of Patent Document 1, since the two power generators are provided, the entire system becomes very large. Then, the narrow engine room in the ship is greatly pressed. In particular, in the design of cargo handling vessels such as container ships, the space for cargo loading, which is the original purpose of cargo handling carriers, is primarily secured, so the space given as an engine room is extremely limited. It becomes extremely difficult to install a large system.

特許文献2の1つ目の動力伝達系(図1)によれば、蒸気タービンの出力軸が2個の外歯車から成る減速ギヤ列を介して発電機の入力軸と接続され、パワータービンの出力軸がSSSクラッチ(Synchro-Self-Shifting クラッチ)を介して減速ギヤ列の駆動ギヤに接続されている。蒸気タービン及びパワータービンは駆動ギヤを基準にして軸線方向に互いに反対側に配置され、パワータービン及び発電機は減速ギヤ列を基準にして軸線方向に同じ側に配置されている。この構成によれば、システム全体が軸線方向に大型化する。しかも、発電機がパワータービンと半径方向に近接するので、発電機をパワータービン及びSSSクラッチから軸線方向に逃がす必要が生じる。このため、発電機の入力軸が長大になり、軸支持構造が複雑になる。   According to the first power transmission system (FIG. 1) of Patent Document 2, the output shaft of the steam turbine is connected to the input shaft of the generator via a reduction gear train composed of two external gears. The output shaft is connected to the drive gear of the reduction gear train via an SSS clutch (Synchro-Self-Shifting clutch). The steam turbine and the power turbine are disposed on opposite sides in the axial direction with respect to the drive gear, and the power turbine and the generator are disposed on the same side in the axial direction with respect to the reduction gear train. According to this configuration, the entire system is enlarged in the axial direction. Moreover, since the generator is close to the power turbine in the radial direction, it is necessary to let the generator escape from the power turbine and the SSS clutch in the axial direction. For this reason, the input shaft of a generator becomes long and a shaft support structure becomes complicated.

特許文献2の2つ目の動力伝達系(図2)によれば、3個の外歯車から成る減速ギヤ列が設けられ、中央の大径のギヤに発電機の入力軸が接続され、残る2個の小径のギヤの一方に蒸気タービンの出力軸が接続され、他方にパワータービンの出力軸がクラッチ及び減速ギヤ列を介して接続されている。蒸気タービン及びパワータービンは減速ギヤ列を基準にして軸線方向に同じ側に配置され、蒸気タービン及び発電機は減速ギヤ列を基準にして軸線方向に互いに反対側に配置されている。この構成によれば、パワータービンが停止したときに、パワータービンと接続されたギヤは、パワータービンからの回転力が伝達されなくなるにも関わらず、蒸気タービンから伝達される回転力によって空回りする。空回りが生じると、ギヤにハンマリングが発生しやすくなり、ギヤが損傷するおそれがある。また、蒸気タービンの回転力が、発電機への動力伝達に寄与しないギヤを駆動するために無駄に消費されてしまうので、システムの発電効率が悪くなる。   According to the second power transmission system of Patent Document 2 (FIG. 2), a reduction gear train composed of three external gears is provided, and the input shaft of the generator is connected to the central large-diameter gear and remains. The output shaft of the steam turbine is connected to one of the two small-diameter gears, and the output shaft of the power turbine is connected to the other via a clutch and a reduction gear train. The steam turbine and the power turbine are arranged on the same side in the axial direction with respect to the reduction gear train, and the steam turbine and the generator are arranged on the opposite sides in the axial direction on the basis of the reduction gear train. According to this configuration, when the power turbine is stopped, the gear connected to the power turbine rotates idly by the rotational force transmitted from the steam turbine even though the rotational force from the power turbine is not transmitted. When idling occurs, hammering is likely to occur in the gear, and the gear may be damaged. Moreover, since the rotational force of the steam turbine is wasted because it drives a gear that does not contribute to power transmission to the generator, the power generation efficiency of the system is deteriorated.

特許文献2の3つ目の動力伝達系(図3)は、いわゆる串刺し型であり、蒸気タービンの出力軸にパワータービンの出力軸がクラッチを介して接続されている。串刺し型を採用すると、発電機からパワータービンまでの軸線方向の寸法が非常に大きくなる。   The third power transmission system (FIG. 3) of Patent Document 2 is a so-called skewer type, and the output shaft of the power turbine is connected to the output shaft of the steam turbine via a clutch. When the skewering type is adopted, the dimension in the axial direction from the generator to the power turbine becomes very large.

そこで本発明は、複数のタービンの回転力が歯車列を介して発電機に伝達され、システム稼働時にタービンの一部を停止させることもある発電システムにおいて、ハンマリングを防止し、発電効率を向上し且つシステム全体の大型化を抑制することを目的としている。   Therefore, the present invention prevents hammering and improves power generation efficiency in a power generation system in which the rotational force of a plurality of turbines is transmitted to a generator via a gear train and may partially stop the turbine during system operation. And it aims at suppressing the enlargement of the whole system.

本発明に係る発電システムは、タービンの回転力により発電機を駆動する発電システムであって、システム稼働時に動作する主タービンと、前記主タービンの出力軸と接続された主駆動ギヤ、及び前記発電機の入力軸と接続された主従動ギヤを有し、前記主駆動ギヤの回転を前記主従動ギヤに伝達する主減速機と、システム稼働時に状況に応じて動作又は停止する1以上の副タービンと、を備え、前記主減速機は、前記主駆動ギヤと前記主従動ギヤとの間に介在して前記主駆動ギヤの回転を前記主従動ギヤに伝達する1以上のアイドルギヤを更に有し、前記1以上の副タービンに含まれる第1副タービンの出力軸が、前記主従動ギヤに接続されており、前記第1副タービンと前記主タービンとが、前記主減速機を基準にして軸線方向に互いに同じ側に配置され、且つ、前記主タービンと前記発電機とが、前記主減速機を基準にして軸線方向において互いに反対側に配置されている。   A power generation system according to the present invention is a power generation system that drives a generator by the rotational force of a turbine, the main turbine operating during system operation, a main drive gear connected to the output shaft of the main turbine, and the power generation A main reduction gear having a main driven gear connected to the input shaft of the machine and transmitting the rotation of the main driving gear to the main driven gear; and one or more auxiliary turbines operating or stopping depending on the situation when the system is operating The main reduction device further includes one or more idle gears interposed between the main drive gear and the main driven gear to transmit the rotation of the main drive gear to the main driven gear. An output shaft of a first sub turbine included in the one or more sub turbines is connected to the main driven gear, and the first sub turbine and the main turbine are axis lines with respect to the main reduction gear. In each direction Flip disposed side, and the a main turbine and the generator are disposed opposite to each other in the axial direction with respect to the said main speed reducer.

前記構成によれば、主タービンの回転力が、主駆動ギヤ及び主従動ギヤを介して発電機に入力され、第1副タービンの回転力が、主従動ギヤを介して発電機に入力される。主従動ギヤは、第1副タービンが停止していて主タービンの回転力だけで発電機を駆動しているときであっても、発電機への動力伝達に寄与する。つまり、第1副タービンが停止していても、主減速機に空回りするギヤは存在しない。したがって、主減速機を構成するギヤにハンマリングが発生するのを防止することができ、また、蒸気タービンの回転力が無駄に消費されるのを防止して発電効率を向上させることができる。   According to the above configuration, the rotational force of the main turbine is input to the generator via the main drive gear and the main driven gear, and the rotational force of the first sub turbine is input to the generator via the main driven gear. . The main driven gear contributes to power transmission to the generator even when the first sub turbine is stopped and the generator is driven only by the rotational force of the main turbine. That is, even if the first sub turbine is stopped, there is no idle gear in the main reduction gear. Therefore, it is possible to prevent occurrence of hammering in the gear constituting the main reduction gear, and it is possible to improve the power generation efficiency by preventing wasteful consumption of the rotational force of the steam turbine.

そのうえで、第1副タービンと主タービンとは主減速機を基準にして軸線方向に同じ側に配置されている。すなわち、半径方向に並ぶようにして配置されている。ここで、主減速機の主駆動ギヤと主従動ギヤとの間には、1以上のアイドルギヤが介在しているので、主駆動ギヤと主従動ギヤとは、その分半径方向に離される。このため、主タービンと第1副タービンとを半径方向に無理なく並べることができる。すると、第1副タービンを主タービンから軸線方向に逃がすべく第1副タービンの出力軸を長大にするような必要がなくなる。しかも、これら2つのタービンと発電機とが主減速機を基準にして軸線方向に互いに反対側に配置されているので、発電機の入力軸を長大にする必要もなくなる。その結果、システム全体を小型化することができ、また、軸支持構造が複雑化するのを抑制することができる。   In addition, the first sub turbine and the main turbine are arranged on the same side in the axial direction with respect to the main reduction gear. That is, they are arranged in the radial direction. Here, since one or more idle gears are interposed between the main drive gear and the main driven gear of the main reduction gear, the main drive gear and the main driven gear are separated from each other in the radial direction. For this reason, the main turbine and the first sub turbine can be arranged without difficulty in the radial direction. Then, it is not necessary to lengthen the output shaft of the first sub turbine in order to allow the first sub turbine to escape from the main turbine in the axial direction. In addition, since the two turbines and the generator are disposed on opposite sides in the axial direction with respect to the main reduction gear, it is not necessary to lengthen the input shaft of the generator. As a result, the entire system can be reduced in size, and the shaft support structure can be prevented from becoming complicated.

前記主駆動ギヤ、前記アイドルギヤ及び前記主従動ギヤの各中心が、軸線方向から見て同一直線上に位置していてもよい。   Each center of the main drive gear, the idle gear, and the main driven gear may be located on the same straight line when viewed from the axial direction.

前記構成によれば、主駆動ギヤ及び主従動ギヤの中心間距離をなるべく長くすることができる。つまり、中心間距離が、主駆動ギヤのピッチ円の半径と、アイドルギヤのピッチ円の直径と、主従動ギヤのピッチ円の半径との和に相当する長さとなるので、ギヤのサイズを最大限に活用して主駆動ギヤと主従動ギヤとを半径方向に離すことができる。   According to the above configuration, the distance between the centers of the main drive gear and the main driven gear can be made as long as possible. That is, the distance between the centers is the length corresponding to the sum of the radius of the pitch circle of the main drive gear, the diameter of the pitch circle of the idle gear, and the radius of the pitch circle of the main driven gear. The main drive gear and the main driven gear can be separated from each other in the radial direction.

前記第1副タービンの出力軸と前記主従動ギヤとの間に介在するクラッチと、前記第1副タービンの出力軸と前記クラッチとの間に介在する第1副減速機とを備え、前記第1副減速機は、前記第1副タービンの出力軸と接続された第1副駆動ギヤ、及び前記クラッチと接続された第1副従動ギヤを有し、前記第1副駆動ギヤの回転を前記第1副従動ギヤに伝達し、前記第1副駆動ギヤが、前主従動ギヤ及び前記第1副従動ギヤから見て、前記主駆動ギヤから遠ざかるように配置されていてもよい。 A clutch interposed between the output shaft of the first sub-turbine and the main driven gear; and a first sub-reduction gear interposed between the output shaft of the first sub-turbine and the clutch, The first sub-reduction gear has a first sub-drive gear connected to the output shaft of the first sub-turbine, and a first sub-driven gear connected to the clutch, and rotates the first sub-drive gear. transmitted to the first secondary driven gear, said first auxiliary drive gear, before Symbol viewed from the main driven gear and said first auxiliary driven gear, may be disposed away from the main drive gear.

前記構成によれば、第1副駆動ギヤが第1副従動ギヤから見て主駆動ギヤから遠ざかるように配置されているので、第1副タービンを主タービンから半径方向に離して配置することができる。これにより、第1副タービンと主タービンとを半径方向に無理なく並べることができる。また、副減速機と主減速機との間にクラッチが介在しているので、第1副タービンが停止しているときに、副減速機を構成するギヤが主タービンの回転力を受けて空回りすることもない。   According to the above configuration, since the first sub-drive gear is disposed away from the main drive gear when viewed from the first sub-driven gear, the first sub-turbine can be disposed away from the main turbine in the radial direction. it can. Thereby, a 1st sub turbine and a main turbine can be arranged in a radial direction without difficulty. In addition, since the clutch is interposed between the sub-reduction gear and the main reduction device, the gear constituting the sub-reduction gear is idled by receiving the rotational force of the main turbine when the first sub-turbine is stopped. I don't have to.

前記1以上の副タービンには、第2副タービンが更に含まれ、前記発電機の前記入力軸が、軸線方向に互いに反対側に延在する第1入力軸部及び第2入力軸部を有し、前記第1入力軸部が、前記主減速機の前記主従動ギヤに接続され、前記第2副タービンの出力軸が、クラッチを介して前記第2入力軸部に接続されていてもよい。   The one or more auxiliary turbines further include a second auxiliary turbine, and the input shaft of the generator has a first input shaft portion and a second input shaft portion that extend in opposite directions in the axial direction. The first input shaft portion may be connected to the main driven gear of the main reduction gear, and the output shaft of the second sub turbine may be connected to the second input shaft portion via a clutch. .

前記構成によれば、第2副タービンが発電機を基準にして主タービン及び第1副タービンと軸線方向に反対側に配置される。これにより、システム全体が半径方向に大型化するのを抑制することができる。また、第2副タービンと第2入力軸部との間にクラッチが介在しているので、第2副タービンが停止しているときに、第2副タービンの出力軸と第2入力軸部との間で主タービンの回転力に起因するギヤの空回りが発生することもない。   According to the said structure, a 2nd subturbine is arrange | positioned on the opposite side to a main turbine and a 1st subturbine in an axial direction on the basis of a generator. Thereby, it can suppress that the whole system enlarges to radial direction. Further, since the clutch is interposed between the second sub turbine and the second input shaft portion, when the second sub turbine is stopped, the output shaft and the second input shaft portion of the second sub turbine are No idle rotation of the gear due to the rotational force of the main turbine occurs.

前記1以上の副タービンには、第3副タービンが更に含まれ、前記第3副タービンの出力軸が、クラッチを介して前記主駆動ギヤに接続され、前記第1副タービンと前記第3副タービンとが、前記主減速機を基準にして軸線方向に互いに反対側に配置されていてもよい。   The one or more auxiliary turbines further include a third auxiliary turbine, and an output shaft of the third auxiliary turbine is connected to the main drive gear via a clutch, and the first auxiliary turbine and the third auxiliary turbine are connected to each other. A turbine may be arranged on the opposite sides in the axial direction with respect to the main reduction gear.

前記構成によれば、第3副タービンの出力軸を主駆動ギヤに接続している。このため、第3副タービンを停止させていても、主減速機を構成するギヤに空回りが発生するのを防止することができる。また、第3副タービンと主駆動ギヤとの間にクラッチが介在しているので、第3副タービンが停止しているときに、第3副タービンの出力軸と主減速機との間で主タービンの回転力に起因するギヤの空回りが発生することもない。また、第3副タービンが発電機と半径方向に並べて配置されるが、主駆動ギヤと主従動ギヤとはアイドルギヤを介在させた分だけ半径方向に離れて配置されるため、第3副タービンを発電機から半径方向に好適に離して配置することができる。したがって、第3副タービンの出力軸又は発電機の入力軸を長大にする必要がなく、システム全体が軸線方向に大型化したり軸支持構造が複雑化したりするのを抑制することができる。   According to the said structure, the output shaft of the 3rd sub turbine is connected to the main drive gear. For this reason, even if the third sub turbine is stopped, it is possible to prevent idling of the gears constituting the main reduction gear. In addition, since the clutch is interposed between the third sub turbine and the main drive gear, when the third sub turbine is stopped, the main shaft is connected between the output shaft of the third sub turbine and the main reduction gear. There is no occurrence of idle rotation of the gear due to the rotational force of the turbine. In addition, the third sub turbine is arranged side by side with the generator in the radial direction, but the main drive gear and the main driven gear are arranged apart from each other in the radial direction by interposing the idle gear. Can be suitably spaced apart from the generator in the radial direction. Therefore, it is not necessary to lengthen the output shaft of the third sub-turbine or the input shaft of the generator, and it is possible to prevent the entire system from becoming large in the axial direction or from complicating the shaft support structure.

当該発電システムが、主機を1機備える船舶に搭載される発電システムであり、前記主タービンが、前記主機周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービンであり、前記1以上の副タービンが、前記主機の排気から回転力を取り出すパワータービンであってもよい。   The power generation system is a power generation system mounted on a ship having one main engine, the main turbine is a steam turbine that extracts rotational power from waste heat around the main engine, and the one or more sub turbines are A power turbine that extracts the rotational force from the exhaust of the main engine may be used.

また、当該発電システムが、主機を2機備える船舶に搭載される発電システムであり、前記主タービンは、前記2機の主機周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービンであり、前記第1副タービンが、前記2機の主機のうち一方の排気から回転力を取り出す第1のパワータービンであり、前記第2副タービンが、前記2機の主機のうち他方の排気から回転力を取り出す第2のパワータービンであってもよい。   The power generation system is a power generation system mounted on a ship having two main engines, and the main turbine is a steam turbine that extracts rotational force from waste heat around the two main engines, and The turbine is a first power turbine that extracts rotational power from one exhaust of the two main engines, and the second sub-turbine is a second power that extracts rotational power from the other exhaust of the two main engines. The power turbine may be used.

このとき、前記2機の主機の廃熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収系を備え、前記廃熱回収系が、前記2機の主機のうち一方の排気の熱を回収する第1排ガスエコノマイザと、前記2機の主機のうち他方の排気の熱を回収する第2排ガスエコノマイザと、前記蒸気タービンに蒸気を供給するための気水分離器と、前記第1排ガスエコノマイザ及び前記第2排ガスエコノマイザを前記気水分離器に対し並列接続する循環水系統と、を備えていてもよい。   At this time, a waste heat recovery system that recovers waste heat of the two main machines to generate steam is provided, and the waste heat recovery system recovers the heat of the exhaust of one of the two main machines. An exhaust gas economizer, a second exhaust gas economizer that recovers heat of the other exhaust of the two main engines, a steam separator for supplying steam to the steam turbine, the first exhaust gas economizer, and the second exhaust gas economizer A circulating water system for connecting an exhaust gas economizer in parallel to the steam separator.

本発明によれば、複数のタービンの回転力が歯車列を介して発電機に伝達され、システム稼働時にタービンの一部を停止させることもある発電システムにおいて、ハンマリングを防止し、発電効率を向上し且つシステム全体の大型化を抑制することができる。   According to the present invention, in a power generation system in which the rotational force of a plurality of turbines is transmitted to a generator via a gear train and part of the turbine may be stopped during system operation, hammering is prevented and power generation efficiency is improved. This can improve the size of the entire system.

本発明の第1実施形態に係る発電システムの全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the electric power generation system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のII−II線に沿って切断して示す主減速機及び副減速機の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main reduction gear and a sub reduction gear cut along the line II-II in FIG. 1. 本発明の第2実施形態に係る発電システムの全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the electric power generation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る発電システムの全体構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole structure of the electric power generation system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る発電システムの動力伝達系の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the power transmission system of the electric power generation system which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る発電システムの動力伝達系の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the power transmission system of the electric power generation system which concerns on 5th Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、全ての図を通して同一又は相当する要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is the same or it corresponds through all the figures, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る発電システム100の全体構成を示す概念図である。図1に示すように、発電システム100は、推進用原動機である主機として舶用ディーゼルエンジン1(以下、単に「エンジン」と称す)を備えた船舶に搭載されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a power generation system 100 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a power generation system 100 is mounted on a ship equipped with a marine diesel engine 1 (hereinafter simply referred to as “engine”) as a main engine that is a propulsion motor.

発電システム100は、発電機2と、排気系3により船外に排出されようとしているエンジン1の排ガスから回転力を取り出すパワータービン4と、廃熱回収系5により回収されたエンジン1周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービン6と、タービン4,6の回転力を発電機2に伝達する動力伝達系7とを備えている。発電機2は、タービン4,6の回転力により駆動され、舶内で必要となる電力を発生する。   The power generation system 100 includes a generator 2, a power turbine 4 that extracts rotational force from the exhaust gas of the engine 1 that is about to be discharged out of the ship by the exhaust system 3, and waste around the engine 1 that is recovered by the waste heat recovery system 5. A steam turbine 6 that extracts the rotational force from the heat, and a power transmission system 7 that transmits the rotational force of the turbines 4 and 6 to the generator 2 are provided. The generator 2 is driven by the rotational force of the turbines 4 and 6 and generates electric power required in the ship.

発電機2は、いわゆる舶用パワータービン付き蒸気ターボ発電機である。つまり、蒸気タービン6は、主タービンとして機能し、システムを稼働させようとするとき(すなわち、発電機2を駆動しようとするとき)には原則として常に動作する。パワータービン4は、副タービンとして機能し、システムが稼働しているときでも、電力負荷の高低及び推進負荷の高低などの状況に応じて適宜動作又は停止する。   The generator 2 is a so-called steam turbo generator with a marine power turbine. That is, the steam turbine 6 functions as a main turbine, and always operates in principle when the system is to be operated (that is, when the generator 2 is to be driven). The power turbine 4 functions as a sub-turbine, and operates or stops as appropriate depending on the situation such as the level of power load and the level of propulsion load even when the system is operating.

本実施形態に係る発電システム100は、1機のエンジン1を備える船舶に搭載され、1機の発電機2と、1台の蒸気タービン6と、1台のパワータービン4とを備えている。以下、このような発電システム100における排気系3、廃熱回収系5及び動力伝達系7について順に説明する。   The power generation system 100 according to the present embodiment is mounted on a ship including one engine 1 and includes one generator 2, one steam turbine 6, and one power turbine 4. Hereinafter, the exhaust system 3, the waste heat recovery system 5, and the power transmission system 7 in the power generation system 100 will be described in order.

(排気系)
排気系3は、エンジン1からの排ガスを煙突等の排気出口に導くための排気管11を備えている。排気管11からは、供給通路12が分岐しており、排ガスの一部が、供給通路12を介してパワータービン4のガス入口に供給され得るようになっている。パワータービン4は、複数の動翼を有するガスタービンであり、ガス入口に供給された排ガスによって動翼を回転させ、出力軸61に回転力を発生させる。パワータービン4のガス出口には、還流通路13が接続されている。パワータービン4のガス出口より排出されたガスは、還流通路13を介して排気管11に戻される。
(Exhaust system)
The exhaust system 3 includes an exhaust pipe 11 for guiding exhaust gas from the engine 1 to an exhaust outlet such as a chimney. A supply passage 12 is branched from the exhaust pipe 11 so that a part of the exhaust gas can be supplied to the gas inlet of the power turbine 4 through the supply passage 12. The power turbine 4 is a gas turbine having a plurality of moving blades, and rotates the moving blades with the exhaust gas supplied to the gas inlet to generate a rotational force on the output shaft 61. A reflux passage 13 is connected to the gas outlet of the power turbine 4. The gas discharged from the gas outlet of the power turbine 4 is returned to the exhaust pipe 11 through the reflux passage 13.

供給通路12及び還流通路13にはそれぞれ、開閉弁14,15が設けられている。開閉弁14,15は、パワータービン4を動作させるべき状況では開となる。一方、開閉弁14,15は、パワータービン4を停止させるべき状況では閉となり、パワータービン4への排ガスの流れを阻止する。   On-off valves 14 and 15 are provided in the supply passage 12 and the reflux passage 13, respectively. The on-off valves 14 and 15 are opened in a situation where the power turbine 4 should be operated. On the other hand, the on-off valves 14 and 15 are closed in a situation where the power turbine 4 should be stopped, and block the flow of exhaust gas to the power turbine 4.

(廃熱回収系)
廃熱回収系5は、主として、排ガスエコノマイザ21、高圧ドラム22(高圧側の気水分離器)、低圧ドラム23(低圧側の気水分離器)、高圧循環水系統24、蒸気系統25、低圧循環水系統26及び混気系統27を備えている。
(Waste heat recovery system)
The waste heat recovery system 5 mainly includes an exhaust gas economizer 21, a high pressure drum 22 (high pressure side steam separator), a low pressure drum 23 (low pressure side steam separator), a high pressure circulating water system 24, a steam system 25, a low pressure A circulating water system 26 and an air-mixing system 27 are provided.

排ガスエコノマイザ21は、排気管11と排気出口との間に介在しており、排気系3の一部を構成している。排ガスエコノマイザ21は、上流側から順に、入口管31、高圧蒸発器32、中間管33、低圧蒸発器34及び出口管35を有している。入口管31は、排気管11に接続され、エンジン1からの排ガスを高圧蒸発器32に導く。中間管33は、高圧蒸発器32における熱交換後の排ガスを低圧蒸発器34に導く。出口管35は、低圧蒸発器34における熱交換後の排ガスを排気出口に導く。   The exhaust gas economizer 21 is interposed between the exhaust pipe 11 and the exhaust outlet, and constitutes a part of the exhaust system 3. The exhaust gas economizer 21 includes an inlet pipe 31, a high-pressure evaporator 32, an intermediate pipe 33, a low-pressure evaporator 34, and an outlet pipe 35 in order from the upstream side. The inlet pipe 31 is connected to the exhaust pipe 11 and guides the exhaust gas from the engine 1 to the high-pressure evaporator 32. The intermediate pipe 33 guides the exhaust gas after heat exchange in the high-pressure evaporator 32 to the low-pressure evaporator 34. The outlet pipe 35 guides the exhaust gas after heat exchange in the low-pressure evaporator 34 to the exhaust outlet.

高圧ドラム22は、給水系統(図示せず)より供給された水を循環水として貯留する。高圧循環水系統24は、高圧ドラム22を高圧蒸発器32に接続するライン24aと、高圧蒸発器32を高圧ドラム22に接続するライン24bとを有する。蒸気系統25は、高圧ドラムを蒸気タービンの蒸気入口に接続するライン25aを有する。ライン24a上のポンプ24Pが動作すると、高圧ドラム22内の循環水がライン24aを介して高圧蒸発器32へと送られ、送られた循環水は高圧蒸発器32内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン24bを介して高圧ドラム22に戻され、戻された循環水は高圧ドラム22内で蒸気と液体とに分離される。高圧ドラム22内の蒸気は、ライン25aを介して蒸気タービン6の蒸気入口に供給される。   The high-pressure drum 22 stores water supplied from a water supply system (not shown) as circulating water. The high-pressure circulating water system 24 includes a line 24 a that connects the high-pressure drum 22 to the high-pressure evaporator 32 and a line 24 b that connects the high-pressure evaporator 32 to the high-pressure drum 22. The steam system 25 has a line 25a that connects the high-pressure drum to the steam inlet of the steam turbine. When the pump 24P on the line 24a is operated, the circulating water in the high-pressure drum 22 is sent to the high-pressure evaporator 32 via the line 24a, and the sent circulating water is exchanged with exhaust gas in the high-pressure evaporator 32. It becomes steam. The circulating water is returned to the high-pressure drum 22 through the line 24 b in a gas-liquid mixed state, and the returned circulating water is separated into vapor and liquid in the high-pressure drum 22. The steam in the high pressure drum 22 is supplied to the steam inlet of the steam turbine 6 through a line 25a.

低圧ドラム23は、給水系統(図示せず)より供給された水を循環水として貯留可能である。低圧循環水系統26は、低圧ドラム23を低圧蒸発器34に接続するライン26aと、低圧蒸発器34を低圧ドラム23に接続するライン26bとを有する。混気系統27は、低圧ドラム23を蒸気タービン6の混気入口に接続するライン2aを有する。ライン26a上のポンプ26Pが動作すると、低圧ドラム23内の循環水がライン26aを介して低圧蒸発器34へと送られ、送られた循環水は低圧蒸発器34内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン26bを介して低圧ドラム2に戻され、戻された循環水は低圧ドラム23内で蒸気と液体とに分離される。低圧ドラム23内の蒸気は、ライン27aを介して蒸気タービン6の混気入口に供給される。 The low-pressure drum 23 can store water supplied from a water supply system (not shown) as circulating water. The low-pressure circulating water system 26 includes a line 26 a that connects the low-pressure drum 23 to the low-pressure evaporator 34, and a line 26 b that connects the low-pressure evaporator 34 to the low-pressure drum 23. The mixture system 27 has a line 2 7 a that connects the low-pressure drum 23 to the mixture inlet of the steam turbine 6. When the pump 26P on the line 26a is operated, the circulating water in the low-pressure drum 23 is sent to the low-pressure evaporator 34 via the line 26a, and the sent circulating water is exchanged with exhaust gas in the low-pressure evaporator 34. It becomes steam. Circulating water is returned to the low pressure drum 2 3 through a line 26b in the gas-liquid mixed state, returned circulation water is separated into vapor and liquid in the low pressure drum 23. The steam in the low-pressure drum 23 is supplied to the mixture inlet of the steam turbine 6 through the line 27a.

蒸気タービン6は、複数の動翼を有する多段式の蒸気タービンであり、蒸気入口に供給された高圧ドラム22からの蒸気及び混気入口に供給された低圧ドラム23からの蒸気によって動翼を回転させ、出力軸41に回転力を発生させる。なお、蒸気系統25は、ライン25aを介して蒸気入口に供給される蒸気を過熱器36を経由させるか否かを制御する弁ユニット25Vを有している。過熱器36は、排ガスエコノマイザ21の入口管31内に設けられており、蒸気が過熱器36を経由するときには、蒸気を排ガスとの熱交換により昇温させることができる。また、混気系統27は、ライン27aを介して混気入口に供給される蒸気の流量を調整する弁ユニット27Vを有している。これら弁ユニット25V,27Vの動作を制御することにより、出力軸41に発生する回転力を負荷等に応じて調整することができる。   The steam turbine 6 is a multistage steam turbine having a plurality of moving blades, and rotates the moving blades by steam from the high pressure drum 22 supplied to the steam inlet and steam from the low pressure drum 23 supplied to the mixed gas inlet. To generate a rotational force on the output shaft 41. The steam system 25 has a valve unit 25V that controls whether or not the steam supplied to the steam inlet via the line 25a is routed through the superheater 36. The superheater 36 is provided in the inlet pipe 31 of the exhaust gas economizer 21. When the steam passes through the superheater 36, the temperature of the steam can be raised by heat exchange with the exhaust gas. The air-mixing system 27 has a valve unit 27V that adjusts the flow rate of steam supplied to the air-fuel mixture inlet via the line 27a. By controlling the operations of these valve units 25V and 27V, the rotational force generated in the output shaft 41 can be adjusted according to the load or the like.

なお、蒸気タービン6に供給された蒸気は、蒸気出口より排出されて復水器(図示せず)で復水され、給水系統に沿って高圧ドラム22及び低圧ドラム23に供給される。給水系統は、エンジン1への給気からの放熱等のエンジン1周辺の廃熱を熱源として給水を加熱する給水加熱器(図示せず)を有している。また、高圧ドラム22及び低圧ドラム23は、蒸気系統25に送られた蒸気の一部を熱源として(図中米印参照)、貯留している循環水を加熱する加熱器22a,23aが設けられている。   Note that the steam supplied to the steam turbine 6 is discharged from the steam outlet, condensed by a condenser (not shown), and supplied to the high-pressure drum 22 and the low-pressure drum 23 along the water supply system. The feed water system includes a feed water heater (not shown) that heats feed water using waste heat around the engine 1 such as heat radiation from the supply air to the engine 1 as a heat source. Further, the high-pressure drum 22 and the low-pressure drum 23 are provided with heaters 22a and 23a for heating the circulating water stored by using a part of the steam sent to the steam system 25 as a heat source (see the US mark in the figure). ing.

このように廃熱回収系5は、排ガスエコノマイザ21で排ガスの熱を回収するとともに給気からの放熱をも回収し、回収された熱で蒸気を生成し、生成された蒸気で蒸気タービン6を駆動する。蒸気タービン6が、排ガスの熱を主とするエンジン1周辺の廃熱を熱源として生成された蒸気により駆動されるので、発電システム100を好適に省エネルギー化することができる。   In this way, the waste heat recovery system 5 recovers the heat of the exhaust gas with the exhaust gas economizer 21 and also recovers the heat released from the supply air, generates steam with the recovered heat, and generates the steam turbine 6 with the generated steam. To drive. Since the steam turbine 6 is driven by the steam generated by using the waste heat around the engine 1 mainly including the heat of the exhaust gas as a heat source, the power generation system 100 can be suitably saved in energy.

(動力伝達系)
図1は、平面視における動力伝達系7の配置を模式的に示している。動力伝達系7は、1台の蒸気タービン6の回転力と1台のパワータービン4の回転力とを1機の発電機2に入力可能なように構成されている。
(Power transmission system)
FIG. 1 schematically shows the arrangement of the power transmission system 7 in plan view. The power transmission system 7 is configured so that the rotational force of one steam turbine 6 and the rotational force of one power turbine 4 can be input to one generator 2.

蒸気タービン6の出力軸41と発電機2の入力軸44とは互いに平行に配置されており、発電機2の入力軸44は、カップリング43を介して回転軸42と接続されている。出力軸41は、主減速機50を介して回転軸42と接続されている。主減速機50は、出力軸41を固定した主駆動ギヤ51と、回転軸42を固定した主従動ギヤ52と、主駆動ギヤ51と主従動ギヤ52との間に介在する1個のアイドルギヤ53とを有した減速ギヤ列である。これら3個のギヤ51〜53はいずれも外歯を有する歯車であり、主駆動ギヤ51の歯数は主従動ギヤ52の歯数よりも少ない。アイドルギヤ53は、主駆動ギヤ51と噛合し且つ主従動ギヤ52と噛合している。   The output shaft 41 of the steam turbine 6 and the input shaft 44 of the generator 2 are arranged in parallel to each other, and the input shaft 44 of the generator 2 is connected to the rotating shaft 42 via a coupling 43. The output shaft 41 is connected to the rotary shaft 42 via the main speed reducer 50. The main speed reducer 50 includes a main drive gear 51 with an output shaft 41 fixed, a main driven gear 52 with a rotation shaft 42 fixed, and one idle gear interposed between the main drive gear 51 and the main driven gear 52. 53 is a reduction gear train. These three gears 51 to 53 are all gears having external teeth, and the number of teeth of the main drive gear 51 is smaller than the number of teeth of the main driven gear 52. The idle gear 53 meshes with the main drive gear 51 and meshes with the main driven gear 52.

他方、パワータービン4の出力軸61は、蒸気タービン6の出力軸41、発電機2の入力軸44、及び回転軸63と平行に配置されている。出力軸61は、副減速機62を介して回転軸63と接続されている。副減速機62は、出力軸61を固定した副駆動ギヤ64と、回転軸63を固定した副従動ギヤ65とを有する減速ギヤ列である。これら2個のギヤ6,6はいずれも外歯を有する歯車であり、副駆動ギヤ64の歯数は副従動ギヤ65の歯数よりも少ない。副駆動ギヤ64と副従動ギヤ65とは半径方向に並んで互いに噛合している。回転軸63は、SSSクラッチ66を介して主減速機50の主従動ギヤ52に接続されている。 On the other hand, the output shaft 61 of the power turbine 4 is disposed in parallel with the output shaft 41 of the steam turbine 6, the input shaft 44 of the generator 2, and the rotating shaft 63. The output shaft 61 is connected to the rotating shaft 63 via the sub reduction gear 62. The sub reduction gear 62 is a reduction gear train having a sub drive gear 64 with the output shaft 61 fixed and a sub driven gear 65 with the rotation shaft 63 fixed. These two gears 6 4 , 6 5 are both gears having external teeth, and the number of teeth of the auxiliary drive gear 64 is smaller than the number of teeth of the auxiliary driven gear 65. The sub drive gear 64 and the sub driven gear 65 are meshed with each other in the radial direction. The rotating shaft 63 is connected to the main driven gear 52 of the main reduction gear 50 via the SSS clutch 66.

上記構成によれば、蒸気タービン6の回転力は、主駆動ギヤ51、アイドルギヤ53、主従動ギヤ52、回転軸42及びカップリング43をこの順に介し、発電機の入力軸44に伝達される。蒸気タービン6は、前述したとおり主タービンとして機能するので、これら部材42〜44,51〜53は、システム稼働時には原則として常に蒸気タービン6の回転力を受けて回転駆動され、蒸気タービン6の回転力を発電機2に伝達するために寄与する。   According to the above configuration, the rotational force of the steam turbine 6 is transmitted to the input shaft 44 of the generator via the main drive gear 51, the idle gear 53, the main driven gear 52, the rotary shaft 42, and the coupling 43 in this order. . Since the steam turbine 6 functions as a main turbine as described above, these members 42 to 44 and 51 to 53 are always rotated by the rotational force of the steam turbine 6 in principle when the system is operating. This contributes to transmitting power to the generator 2.

他方、パワータービン4が動作しているときには、パワータービン4の回転力は、副駆動ギヤ64、副従動ギヤ65、回転軸63及びSSSクラッチ66をこの順に介し、主従動ギヤ52及び回転軸42に伝達される。パワータービン4が停止しているときであっても、主従動ギヤ52は、蒸気タービン6の回転力を発電機2に伝達するために寄与するギヤであるので、主減速機50に空回りするギヤが存在しない。また、パワータービン4が停止しているときには、主従動ギヤ52の回転数と副従動ギヤ65の回転数との差が顕著となるので、SSSクラッチ66が断となり、主従動ギヤ52と副減速機62との間で動力伝達経路が切断される。このため、蒸気タービン6の回転力によって副減速機62を構成するギヤが空回りすることもない。   On the other hand, when the power turbine 4 is operating, the rotational force of the power turbine 4 passes through the sub drive gear 64, the sub driven gear 65, the rotary shaft 63 and the SSS clutch 66 in this order, and the main driven gear 52 and the rotary shaft 42. Is transmitted to. Even when the power turbine 4 is stopped, the main driven gear 52 is a gear that contributes to transmitting the rotational force of the steam turbine 6 to the generator 2. Does not exist. Further, when the power turbine 4 is stopped, the difference between the rotational speed of the main driven gear 52 and the rotational speed of the sub driven gear 65 becomes significant. The power transmission path with the machine 62 is disconnected. For this reason, the gear which comprises the sub reduction gear 62 does not run idle by the rotational force of the steam turbine 6. FIG.

次に、動力伝達系7の配置について具体的に説明する。蒸気タービン6の出力軸41と回転軸42とは、主減速機50を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在し、回転軸42と回転軸63とは、主減速機50を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在している。したがって、発電機2は、主減速機50を基準にして蒸気タービン6及びパワータービン4と軸線方向に反対側に配置される。このため、発電機2をタービンから軸線方向に逃がすべく発電機2の入力軸44を長大なものにする必要がなくなる。   Next, the arrangement of the power transmission system 7 will be specifically described. The output shaft 41 and the rotary shaft 42 of the steam turbine 6 extend in the axial direction opposite to each other with respect to the main speed reducer 50, and the rotary shaft 42 and the rotary shaft 63 are based on the main speed reducer 50. Extending in opposite directions in the axial direction. Therefore, the generator 2 is disposed on the opposite side in the axial direction from the steam turbine 6 and the power turbine 4 with respect to the main reduction gear 50. For this reason, it is not necessary to lengthen the input shaft 44 of the generator 2 in order to release the generator 2 from the turbine in the axial direction.

また、蒸気タービン6及びパワータービン4が、主減速機50を基準にして軸線方向に同じ側に配置される。すなわち、蒸気タービン6及びパワータービン4は、主減速機50の半径方向に並ぶようにして配置される。他方、本実施形態に係る主減速機50は、蒸気タービン6の出力軸41が接続された主駆動ギヤ51と、パワータービンの出力軸1が接続された主従動ギヤ52との間に介在する1個のアイドルギヤ53を有している。このため、主駆動ギヤ51と主従動ギヤ52とは、その分半径方向に互いに離れて配置される。そして、パワータービンの出力軸1と主従動ギヤ52との間には副減速機62が介在している。副従動ギヤ65は、主従動ギヤ52と同一軸線上に配置されている一方、副駆動ギヤ64は、主従動ギヤ52及び副従動ギヤ65から見て主駆動ギヤ51と遠ざかるようにして配置されている。このようなアイドルギヤ53及び副減速機62により、蒸気タービン6とパワータービン4とを、主減速機50及び副減速機62の半径方向に互いに離して配置することができ、当該半径方向に無理なく並べることができる。すると、パワータービン4を蒸気タービン6から軸線方向に逃がすべく蒸気タービン6の出力軸41、パワータービン4の出力軸61又は回転軸63を長大なものにする必要がなくなる。なお、回転軸63とパワータービン4の出力軸61とは、副減速機62を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在しているため、パワータービン4が主減速機50又は発電機2と干渉することもない。このように蒸気タービン6とパワータービン4との間の軸間距離を広げることができるので、蒸気タービン6とパワータービン4とを互いに干渉させることなく側面視でオーバーラップするようにして配置することが可能となる。 Further, the steam turbine 6 and the power turbine 4 are arranged on the same side in the axial direction with respect to the main reduction gear 50. That is, the steam turbine 6 and the power turbine 4 are arranged so as to be aligned in the radial direction of the main reduction gear 50. On the other hand, the main reduction gear 50 according to this embodiment includes a main drive gear 51 the output shaft 41 is connected to the steam turbine 6, between the main driven gear 52 the output shaft 61 of the power turbine 4 is connected One idle gear 53 is interposed. For this reason, the main drive gear 51 and the main driven gear 52 are arranged away from each other in the radial direction. Then, the sub-reducer 62 is interposed between the output shaft 61 and the main driven gear 52 of the power turbine 4. The sub driven gear 65 is arranged on the same axis as the main driven gear 52, while the sub driving gear 64 is arranged so as to be away from the main driving gear 51 when viewed from the main driven gear 52 and the sub driven gear 65. ing. By such an idle gear 53 and the sub-reduction gear 62, the steam turbine 6 and the power turbine 4 can be arranged away from each other in the radial direction of the main reduction gear 50 and the sub-reduction gear 62, and the radial direction is impossible. Can be arranged without any problems. Then, it is not necessary to lengthen the output shaft 41 of the steam turbine 6, the output shaft 61 of the power turbine 4, or the rotating shaft 63 in order to allow the power turbine 4 to escape from the steam turbine 6 in the axial direction. In addition, since the rotating shaft 63 and the output shaft 61 of the power turbine 4 extend on the opposite sides in the axial direction with respect to the sub reducer 62, the power turbine 4 is connected to the main reducer 50 or the generator 2. There will be no interference. As described above, since the interaxial distance between the steam turbine 6 and the power turbine 4 can be increased, the steam turbine 6 and the power turbine 4 are arranged so as to overlap in a side view without interfering with each other. Is possible.

このように、本実施形態に係る動力伝達系7によれば、空回りするギヤが存在しなくなるので、ギヤにハンマリングが発生するのを防止することができ、動力伝達系7を長寿命化することができる。また、蒸気タービン6の回転力が無駄に消費されるのを防止することができ、発電システム100の発電効率を向上させることができる。更に、主減速機50を中心として軸線方向両側の寸法がいずれもコンパクトになる。したがって、システム全体の大型化を抑制することができる。また、主減速機50と発電機2との間の軸支持構造、主減速機50と蒸気タービン6との間の軸支持構造、及び主減速機50とパワータービン4との間の軸支持構造が複雑化するのを抑制することができる。   As described above, according to the power transmission system 7 according to the present embodiment, since there is no idle gear, it is possible to prevent hammering from occurring in the gear and to extend the life of the power transmission system 7. be able to. Further, it is possible to prevent the rotational force of the steam turbine 6 from being wasted, and to improve the power generation efficiency of the power generation system 100. Furthermore, the dimensions on both sides in the axial direction centering on the main reduction gear 50 are all compact. Therefore, the enlargement of the entire system can be suppressed. Further, a shaft support structure between the main speed reducer 50 and the generator 2, a shaft support structure between the main speed reducer 50 and the steam turbine 6, and a shaft support structure between the main speed reducer 50 and the power turbine 4. Can be prevented from becoming complicated.

図2は、図1のII−II線に沿って切断して示す主減速機50及び副減速機62の断面図である。主減速機50のアイドルギヤ53は、蒸気タービン6の出力軸41と回転軸42との間に配置されたアイドル軸45上に設けられている。アイドル軸45は固定軸でも回転軸でもよい。固定軸であるときには、アイドルギヤ53はニードルベアリング等を介してアイドル軸45に回転可能に支持される。回転軸であるときには、アイドルギヤ53はアイドル軸45に固定されてアイドル軸45と一体に回転する。   2 is a cross-sectional view of the main reduction gear 50 and the sub reduction gear 62 shown cut along the line II-II in FIG. The idle gear 53 of the main reduction gear 50 is provided on an idle shaft 45 disposed between the output shaft 41 and the rotary shaft 42 of the steam turbine 6. The idle shaft 45 may be a fixed shaft or a rotating shaft. When the shaft is a fixed shaft, the idle gear 53 is rotatably supported by the idle shaft 45 via a needle bearing or the like. When it is a rotating shaft, the idle gear 53 is fixed to the idle shaft 45 and rotates integrally with the idle shaft 45.

主駆動ギヤ51の回転中心(出力軸41の軸心)と、アイドルギヤ53の回転中心(アイドル軸45の軸心)と、主従動ギヤ52の回転中心(回転軸42の軸心)とは、互いに同一の直線上に並べられている。さらに、主従動ギヤ52の回転中心は副従動ギヤ65の回転中心(回転軸63の軸心)と一致しており、副従動ギヤ65の回転中心及び副駆動ギヤ64の回転中心(出力軸61の軸心)も、上記同一の直線上に並べられている。このため、蒸気タービン6の出力軸41とパワータービン4の出力軸61との軸間距離Lは、主駆動ギヤ51のピッチ円の半径(r1)と、アイドルギヤ53のピッチ円の直径(2・r2)と、主従動ギヤ53のピッチ円の半径(r3)と、副従動ギヤ65のピッチ円の半径(r4)と、副駆動ギヤ64のピッチ円の半径(r5)との和に相当する(L=r1+2・r2+r3+r4+r5)。このように、蒸気タービン6の出力軸41とパワータービン4の出力軸61との軸間距離Lは、主減速機50を構成する3個のギヤ51〜53のサイズと副減速機62を構成する2個のギヤ64,65のサイズとを最大限に活用して大きくなる。言い換えると、ある軸間距離を確保しようとする場合に、ギヤのサイズが最小化されるので、ギヤの製造が容易になり且つギヤの製造コストを抑制することができる。 The rotation center of the main drive gear 51 (the axis of the output shaft 41), the rotation center of the idle gear 53 (the axis of the idle shaft 45), and the rotation center of the main driven gear 52 (the axis of the rotation shaft 42). Are arranged on the same straight line. Further, the rotation center of the main driven gear 52 coincides with the rotation center of the sub driven gear 65 (the axis of the rotation shaft 63), and the rotation center of the sub driven gear 65 and the rotation center of the sub drive gear 64 (output shaft 61). Are also arranged on the same straight line. For this reason, the distance L between the output shaft 41 of the steam turbine 6 and the output shaft 61 of the power turbine 4 is the radius (r1) of the pitch circle of the main drive gear 51 and the diameter (2 of the pitch circle of the idle gear 53). Corresponds to the sum of r2), the radius of the pitch circle of the main driven gear 53 (r3), the radius of the pitch circle of the secondary driven gear 65 (r4), and the radius of the pitch circle of the secondary drive gear 64 (r5). (L = r1 + 2 · r2 + r3 + r4 + r5). Thus, the inter-axis distance L between the output shaft 41 of the steam turbine 6 and the output shaft 61 of the power turbine 4 constitutes the size of the three gears 51 to 53 constituting the main reduction gear 50 and the auxiliary reduction gear 62. The size of the two gears 64 and 65 to be used is maximized. In other words, the gear size is minimized when a certain distance between the axes is to be secured, so that the gear can be easily manufactured and the gear manufacturing cost can be reduced.

ただし、このような軸レイアウトは一例であり、蒸気タービン6の出力軸41とパワータービン4の出力軸61との軸間距離と、主減速機50に設定されるべき減速比(概ねr3/r1)と、副減速機62に設定されるべき減速比(概ねr4/r5)と、主減速機50及び副減速機62に入力される回転力に耐えるために最低限必要となるギヤのサイズとの間の関係に応じて、アイドル軸45の軸心の位置が変更されてもよい。つまり、出力軸41の軸心とアイドル軸45の軸心とを結ぶ線と、回転軸42の軸心とアイドル軸45の軸心とを結ぶ線とが、V字を成していてもよい。また、副減速機62にアイドルギヤを設けていてもよい。   However, such a shaft layout is an example, and the inter-shaft distance between the output shaft 41 of the steam turbine 6 and the output shaft 61 of the power turbine 4 and the reduction ratio to be set in the main reduction gear 50 (roughly r3 / r1). ), The reduction gear ratio (roughly r4 / r5) to be set in the sub-reduction gear 62, and the minimum gear size required to withstand the rotational force input to the main reduction gear 50 and the sub-reduction gear 62 The position of the axis of the idle shaft 45 may be changed according to the relationship between the two. That is, the line connecting the axis of the output shaft 41 and the axis of the idle shaft 45 and the line connecting the axis of the rotary shaft 42 and the axis of the idle shaft 45 may form a V shape. . Further, an idle gear may be provided in the sub reduction gear 62.

[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る発電システム200の全体構成を示す概念図である。図3に示すように、本実施形態に係る発電システム200は、1機のエンジン1を備えた船舶に搭載され、1機の発電機2と、1台の蒸気タービン6と、2台のパワータービン4A,4Bとを備えている。このため、排気系203が、1機のエンジン1からの排ガスを2台のパワータービン4A,4Bそれぞれに供給可能に構成されており、動力伝達系207が、蒸気タービン6、第1パワータービン4A及び第2パワータービン4Bの各回転力を1機の発電機2に入力可能に構成されている。なお、発電機2は、舶内パワータービン付き蒸気ターボ発電機であり、廃熱回収系5及び蒸気タービン6の構成は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a power generation system 200 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the power generation system 200 according to the present embodiment is mounted on a ship equipped with one engine 1, and includes one generator 2, one steam turbine 6, and two powers. Turbines 4A and 4B are provided. For this reason, the exhaust system 203 is configured to be able to supply exhaust gas from one engine 1 to each of the two power turbines 4A and 4B, and the power transmission system 207 includes the steam turbine 6 and the first power turbine 4A. And each rotational force of the 2nd power turbine 4B is comprised so that input to the one generator 2 is possible. The generator 2 is a steam turbo generator with an inboard power turbine, and the configurations of the waste heat recovery system 5 and the steam turbine 6 are the same as those in the first embodiment.

(排気系)
本実施形態に係る排気系203によれば、排気管11から第1供給通路12が分岐し、排ガスの一部が第1供給通路12を介して第1パワータービン4Aのガス入口に供給され得るようになっている。第1パワータービン4Aのガス出口には、第1還流通路13が接続され、第1還流通路13は排気管11に接続されている。第1パワータービン4Aのガス出口より排出されたガスは、第1還流通路13を介して排気管11に戻される。第1供給通路12及び第1還流通路13には、開閉弁14,15が設けられている。
(Exhaust system)
According to the exhaust system 203 according to the present embodiment, the first supply passage 12 branches from the exhaust pipe 11, and a part of the exhaust gas can be supplied to the gas inlet of the first power turbine 4A via the first supply passage 12. It is like that. A first recirculation passage 13 is connected to the gas outlet of the first power turbine 4 </ b> A, and the first recirculation passage 13 is connected to the exhaust pipe 11. The gas discharged from the gas outlet of the first power turbine 4 </ b> A is returned to the exhaust pipe 11 through the first reflux passage 13. On-off valves 14 and 15 are provided in the first supply passage 12 and the first reflux passage 13.

また、第1供給通路12における開閉弁14よりも上流側からは第2供給通路16が分岐しており、排ガスの一部が第2供給通路16を介して第2パワータービン4Bのガス入口に供給され得るようになっている。第2パワータービン4Bのガス出口には第2還流通路17が接続され、第2還流通路17は、第1還流通路13における開閉弁15よりも下流側に接続されている。第2パワータービン4Bのガス出口より排出されたガスは、第2還流通路17を介して第1還流通路13に戻される。第2供給通路16及び第2還流通路17にも、開閉弁18,19が設けられている。   Further, the second supply passage 16 branches from the upstream side of the on-off valve 14 in the first supply passage 12, and a part of the exhaust gas enters the gas inlet of the second power turbine 4 </ b> B via the second supply passage 16. It can be supplied. A second recirculation passage 17 is connected to the gas outlet of the second power turbine 4B, and the second recirculation passage 17 is connected to the downstream side of the on-off valve 15 in the first recirculation passage 13. The gas discharged from the gas outlet of the second power turbine 4B is returned to the first reflux passage 13 via the second reflux passage 17. The second supply passage 16 and the second reflux passage 17 are also provided with on-off valves 18 and 19.

第1パワータービン4A及び第2パワータービン4Bは、第1実施形態のガスタービン4と同様のガスタービンである。開閉弁14,15,18,19は、状況に応じて開閉動作する。これにより、第1パワータービン4A及び第2パワータービン4Bの両方が動作する状態、両方が停止する状態、一方が動作して他方が停止する状態の4つの状態からいずれかの状態が適宜選択される。   The first power turbine 4A and the second power turbine 4B are gas turbines similar to the gas turbine 4 of the first embodiment. The on-off valves 14, 15, 18, 19 open and close depending on the situation. As a result, any one of the four states of the state where both the first power turbine 4A and the second power turbine 4B operate, the state where both stop, and the state where one operates and the other stops is appropriately selected. The

(動力伝達系)
本実施形態に係る動力伝達系207によれば、発電機2の入力軸が、軸線方向に互いに反対側に延在する第1入力軸部44Aと第2入力軸部44Bとから成る。第1入力軸部44Aと第2入力軸部44Bとは、同一軸線上に配置され、同期して回転する。
(Power transmission system)
According to the power transmission system 207 according to the present embodiment, the input shaft of the generator 2 includes the first input shaft portion 44A and the second input shaft portion 44B that extend in opposite directions in the axial direction. The first input shaft portion 44A and the second input shaft portion 44B are arranged on the same axis and rotate in synchronization.

発電機2から見て図3中右側の構成は、第1実施形態に係る動力伝達系7と同一となっている。すなわち、第1入力軸44Aは、第1実施形態に係る入力軸44と同様であり、発電機2から右側に延在し、カップリング43及び回転軸42を介して主減速機50の主駆動ギヤ52に接続されている。蒸気タービン6の回転力は、主減速機50を介して第1入力軸部44Aに伝達される。本実施形態に係る第1パワータービン4Aは、第1実施形態に係るパワータービン4から置き換えられたものとなっている。第1パワータービン4Aの出力軸61は、第1副減速機62の第1副駆動ギヤ64及び第1副従動ギヤ65、第1回転軸63及び第1SSSクラッチ66を介して主減速機50の主従動ギヤ52に接続されている。第1副減速機62、第1副駆動ギヤ64、第1副従動ギヤ65、第1回転軸63及び第1SSSクラッチ66には、便宜的に序数を付しているが、第1実施形態に係る副減速機、副駆動ギヤ及び副従動ギヤ、回転軸及びSSSクラッチと同一である。   The configuration on the right side in FIG. 3 when viewed from the generator 2 is the same as that of the power transmission system 7 according to the first embodiment. That is, the first input shaft 44 </ b> A is the same as the input shaft 44 according to the first embodiment, extends to the right side from the generator 2, and drives the main speed reducer 50 through the coupling 43 and the rotating shaft 42. It is connected to the gear 52. The rotational force of the steam turbine 6 is transmitted to the first input shaft portion 44A via the main speed reducer 50. The first power turbine 4A according to the present embodiment is replaced with the power turbine 4 according to the first embodiment. The output shaft 61 of the first power turbine 4A is connected to the main reduction gear 50 via the first auxiliary driving gear 64 and the first auxiliary driven gear 65 of the first auxiliary reduction gear 62, the first rotary shaft 63 and the first SSS clutch 66. The main driven gear 52 is connected. The first sub-reduction gear 62, the first sub-drive gear 64, the first sub-driven gear 65, the first rotating shaft 63, and the first SSS clutch 66 are given ordinal numbers for the sake of convenience. The sub-reduction gear, the sub-drive gear, the sub-driven gear, the rotation shaft, and the SSS clutch are the same.

第2入力軸部44Bは、発電機2から左側に延在している。第2パワータービン4Bは、発電機2を基準にして第2入力軸部44Bと軸線方向に同じ側に配置され、すなわち、発電機2を基準にして蒸気タービン6及び第1パワータービン4Aと軸線方向に反対側に配置されている。   The second input shaft portion 44B extends from the generator 2 to the left side. The second power turbine 4B is disposed on the same side in the axial direction as the second input shaft portion 44B with respect to the generator 2, that is, the steam turbine 6 and the first power turbine 4A and the axis with respect to the generator 2. Arranged on the opposite side in the direction.

第2パワータービン4Bの出力軸71は、第2入力軸部44Bと平行に配置されている。出力軸71は、第2副減速機72を介して第2回転軸73と接続されている。第2副減速機72は、出力軸71を固定した第2副駆動ギヤ74と、回転軸73を固定した第2副従動ギヤ75とを有する減速ギヤ列である。これら2個のギヤ74,75は、いずれも外歯を有する歯車であり、第2副駆動ギヤ74の歯数は第2副従動ギヤ75の歯数よりも少ない。第2副駆動ギヤ74と第2副従動ギヤ75とは半径方向に並んで互いに噛合している。第2回転軸73は、第2入力軸部44Bと同軸上に配置されており、第2SSSクラッチ76を介して第2入力軸部44Bに接続されている。   The output shaft 71 of the second power turbine 4B is disposed in parallel with the second input shaft portion 44B. The output shaft 71 is connected to the second rotating shaft 73 via the second sub reduction gear 72. The second sub reduction gear 72 is a reduction gear train having a second sub drive gear 74 to which the output shaft 71 is fixed and a second sub driven gear 75 to which the rotation shaft 73 is fixed. These two gears 74 and 75 are both gears having external teeth, and the number of teeth of the second auxiliary drive gear 74 is smaller than the number of teeth of the second auxiliary driven gear 75. The second sub drive gear 74 and the second sub driven gear 75 are meshed with each other in the radial direction. The second rotating shaft 73 is disposed coaxially with the second input shaft portion 44B, and is connected to the second input shaft portion 44B via the second SSS clutch 76.

上記構成によれば、第2パワータービン4Bが動作しているときには、第2パワータービン4Bの回転力は、第2副駆動ギヤ74、第2副従動ギヤ75、第2回転軸73及び第2SSSクラッチ76をこの順に介して第2入力軸部44Bに入力される。第2パワータービン4Bが停止しているときには、第1入力軸部44A及び第2入力軸部44Bの回転数と第2回転軸73の回転数との差が顕著となるので第2SSSクラッチ76が断となり、発電機2と第2副減速機72との間の動力伝達経路が切断される。このため、蒸気タービン6の回転力によって第2副減速機72を構成するギヤが空回りすることはない。   According to the above configuration, when the second power turbine 4B is operating, the rotational force of the second power turbine 4B is such that the second auxiliary drive gear 74, the second auxiliary driven gear 75, the second rotary shaft 73, and the second SSS. The clutch 76 is input to the second input shaft portion 44B through this order. When the second power turbine 4B is stopped, the difference between the rotation speed of the first input shaft portion 44A and the second input shaft portion 44B and the rotation speed of the second rotation shaft 73 becomes significant, so that the second SSS clutch 76 is Thus, the power transmission path between the generator 2 and the second sub reducer 72 is disconnected. For this reason, the gear which comprises the 2nd sub reduction gear 72 does not run idle by the rotational force of the steam turbine 6. FIG.

また、第2パワータービン4Bの出力軸は、第2副減速機72を基準にして第2回転軸73と軸線方向に反対側に延在している。このため、第2パワータービン4Bが発電機2と干渉することもない。発電機2から見て右側に配置されているのは、第2パワータービン4Bに関連する構成のみであるため、第2パワータービン4Bの出力軸71、回転軸73及び第2入力軸部44Bをなるべく短く構成することができる。したがって、システム全体の構成が半径方向に大型化するのを良好に抑制して軸線方向にコンパクトにすることができ、また、発電機2と第2パワータービン4Bとの間の軸支持構造が複雑化するのを抑制することができる。   Further, the output shaft of the second power turbine 4 </ b> B extends on the opposite side in the axial direction from the second rotating shaft 73 with respect to the second sub reduction gear 72. For this reason, the second power turbine 4B does not interfere with the generator 2. Since only the configuration related to the second power turbine 4B is arranged on the right side when viewed from the generator 2, the output shaft 71, the rotary shaft 73, and the second input shaft portion 44B of the second power turbine 4B are arranged. It can be configured as short as possible. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress an increase in the size of the entire system in the radial direction and make it compact in the axial direction, and the shaft support structure between the generator 2 and the second power turbine 4B is complicated. Can be suppressed.

なお、第1パワータービン4Aの出力軸61と、第2パワータービン4Bの出力軸71とは、入力軸部44A,44Bに対して2個のギヤ列を介して接続されており、同一の方向に回転することとなる。このため、第1パワータービン4Aと第2パワータービン4Bの構成を共通化することができ、発電システム200の製造を容易に行うことができるようになる。   Note that the output shaft 61 of the first power turbine 4A and the output shaft 71 of the second power turbine 4B are connected to the input shaft portions 44A and 44B via two gear trains in the same direction. Will rotate. For this reason, the configuration of the first power turbine 4A and the second power turbine 4B can be made common, and the power generation system 200 can be easily manufactured.

[第3実施形態]
ここで、代表的な荷役運搬船であるコンテナ船においては、単位距離単位コンテナ当たりの輸送コストを抑制するため、高速航行性と可載容量の増大化とが常に要求されている。近年、アジア諸国の経済発展に伴って、オーバーパナマックス又はオーバースエズマックスの船体を有するコンテナ船を用いた貨物輸送が現実的なものとなってきており、可載容量の増大化が船体の巨大化により達成されようとしている。このように船体を巨大化して可載容量を増大しようとする場合に、主機が1機であると、高速航行性を担保することが極めて困難となる。そこで、コンテナ船の推進システムには、2機の主機に個別に推進軸を設けたもの(いわゆる2機2軸型)が採用されていくものと想定される。本発明の第3実施形態に係る発電システムは、このような2機2軸型の推進システムを搭載した船舶であって、特に、貨物積載用のスペースの確保を本来的な目的とする荷役運搬船に好適に適用される。
[Third Embodiment]
Here, in a container ship which is a typical cargo handling ship, high speed navigability and an increase in loadable capacity are always required in order to suppress the transportation cost per unit distance unit container. In recent years, with the economic development of Asian countries, freight transportation using container ships with Overpanamax or Oversuemax hulls has become a reality, and the increase in the loadable capacity has become huge. It is going to be achieved by Thus, when it is going to enlarge a hull and to increase a loadable capacity, if it is one main machine, it will become very difficult to ensure high-speed navigability. Therefore, it is assumed that the propulsion system for the container ship will adopt two main engines provided with propulsion shafts (so-called two-machine two-shaft type). The power generation system according to the third embodiment of the present invention is a ship equipped with such a two-machine / two-shaft propulsion system, and in particular, a cargo handling ship with the original purpose of securing a space for cargo loading. It is preferably applied to.

図4は本発明の第3実施形態に係る発電システム300の全体構成を示す概念図である。図4に示すように、本実施形態に係る発電システム300は、2機のエンジン1A,1Bを備える船舶に搭載され、1機の発電機2と、1台の蒸気タービン6と、2台のパワータービン4A,4Bとを備えている。発電機2は、舶内パワータービン付き蒸気ターボ発電機である。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a power generation system 300 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the power generation system 300 according to this embodiment is mounted on a ship including two engines 1A and 1B, and includes one generator 2, one steam turbine 6, and two Power turbines 4A and 4B are provided. The generator 2 is a steam turbo generator with a ship power turbine.

各エンジン1A,1Bには、排気系3A,3Bが個別に設けられている。各排気系3A,3Bは、第1実施形態の排気系3と同様に構成されている。つまり、各排気系3A,3Bは、対応するパワータービン4A,4Bにそれぞれ排ガスを供給する。廃熱回収系305は、両方のエンジン1A,1Bからの排ガスの熱を回収し、回収された熱で蒸気を生成し、生成された蒸気で蒸気タービン6を駆動する。なお、一方の排気系3Aと他方の排気系3Bとを接続する接続ラインを設けてもよい。この場合、両方のエンジンの負荷が低下したときに、一つ一つのエンジンからの排ガスによっては1台のパワータービンが動作し得ない状況において、2機のエンジンからの排ガスを合流させて1台のパワータービンを駆動することができるようになる。そのとき、片方のパワータービンは停止させる必要があるし、各エンジンが対応する1台のパワータービンを動作させることを可能にする必要があるので、接続ライン20は、一方の供給通路12Aにおける開閉弁14Aの流側と、他方の供給通路12Bにおける開閉弁14Bよりも流側とを接続するようにし、接続ライン20上にも開閉弁20Vを設けることが好ましい。 Each engine 1A, 1B is provided with an exhaust system 3A, 3B individually. Each exhaust system 3A, 3B is configured similarly to the exhaust system 3 of the first embodiment. That is, each exhaust system 3A, 3B supplies exhaust gas to the corresponding power turbine 4A, 4B, respectively. The waste heat recovery system 305 recovers the heat of the exhaust gas from both the engines 1A and 1B, generates steam with the recovered heat, and drives the steam turbine 6 with the generated steam. A connection line that connects one exhaust system 3A and the other exhaust system 3B may be provided. In this case, when the load on both engines is reduced, the exhaust gas from the two engines merges into one unit in a situation where one power turbine cannot operate due to the exhaust gas from each engine. It becomes possible to drive the power turbine. At that time, one of the power turbines needs to be stopped, and each engine needs to be able to operate a corresponding one of the power turbines. Therefore, the connection line 20 opens and closes in one supply passage 12A. a lower flow side of the valve 14A, it is preferable so as to connect the lower stream side of the opening and closing valve 14B of the other supply passage 12B, also provided an on-off valve 20V on the connection line 20.

動力伝達系207は、第2実施形態と同様であり、蒸気タービン6、第1パワータービン4A及び第2パワータービン4Bの回転力を1機の発電機2に入力可能に構成されている。したがって、第2実施形態と同様、第1パワータービン4A及び第2パワータービン4Bが停止しても、空回りするギヤをなくすことができる。また、システム全体の構成が軸線方向にコンパクトになり、軸支持構造が複雑化するのを抑制することができる。このようにコンパクトな構成の発電システム300を提供することができるので、荷役運搬船に適用されると非常に有益である。   The power transmission system 207 is the same as that of the second embodiment, and is configured to be able to input the rotational force of the steam turbine 6, the first power turbine 4 </ b> A, and the second power turbine 4 </ b> B to one generator 2. Therefore, as in the second embodiment, the idle gear can be eliminated even if the first power turbine 4A and the second power turbine 4B are stopped. Further, the configuration of the entire system becomes compact in the axial direction, and the shaft support structure can be prevented from becoming complicated. Since the power generation system 300 having such a compact configuration can be provided, it is very useful when applied to a cargo handling ship.

(廃熱回収系)
廃熱回収系305は、主として、第1排ガスエコノマイザ21A、第2排ガスエコノマイザ21B、高圧ドラム22、低圧ドラム23、高圧循環水系統324、蒸気系統325、低圧循環水系統326及び混気系統27を備えている。高圧ドラム22、低圧ドラム23及び混気系統2は、第1実施形態と同様である。
(Waste heat recovery system)
The waste heat recovery system 305 mainly includes a first exhaust gas economizer 21A, a second exhaust gas economizer 21B, a high pressure drum 22, a low pressure drum 23, a high pressure circulating water system 324, a steam system 325, a low pressure circulating water system 326, and an air mixture system 27. I have. High pressure drum 22, low pressure drum 23 and admission lines 2 7 is the same as in the first embodiment.

第1及び第2排ガスエコノマイザ21A,21Bは、第1実施形態に係る排ガスエコノマイザ21と同様に構成されている。第1排ガスエコノマイザ21Aは、上流側から順に、第1エンジン1Aの排気管11Aに接続された第1入口管31A、第1過熱器36A、第1高圧蒸発器32A、第1中間管33A、第1低圧蒸発器34A、第1出口管35Aを有している。第2排ガスエコノマイザ21Bは、上流側から順に、第2エンジン1Bの排気管11Bに接続された第2入口管31B、第2過熱器36B、第2高圧蒸発器32B、第2中間管33B、第2低圧蒸発器34B、第2出口管35Bを有している。第1エンジン1Aからの排ガスは、第1排ガスエコノマイザ21Aを通過して排気出口に導かれ、第2エンジン1Bからの排ガスは、第2排ガスエコノマイザ21Bを通過して排気出口に導かれる。   The first and second exhaust gas economizers 21A and 21B are configured in the same manner as the exhaust gas economizer 21 according to the first embodiment. The first exhaust gas economizer 21A includes, in order from the upstream side, a first inlet pipe 31A, a first superheater 36A, a first high-pressure evaporator 32A, a first intermediate pipe 33A, a first intermediate pipe 33A connected to the exhaust pipe 11A of the first engine 1A. 1 low-pressure evaporator 34A and first outlet pipe 35A. The second exhaust gas economizer 21B is, in order from the upstream side, a second inlet pipe 31B, a second superheater 36B, a second high-pressure evaporator 32B, a second intermediate pipe 33B, and a second intermediate pipe 33B connected to the exhaust pipe 11B of the second engine 1B. 2 It has a low-pressure evaporator 34B and a second outlet pipe 35B. The exhaust gas from the first engine 1A passes through the first exhaust gas economizer 21A and is guided to the exhaust outlet, and the exhaust gas from the second engine 1B passes through the second exhaust gas economizer 21B and is guided to the exhaust outlet.

高圧循環水系統324は、高圧ドラム22を第1排ガスエコノマイザ21Aの第1高圧蒸発器32Aに接続するライン24aと、第1高圧蒸発器32Aを高圧ドラム22に接続するライン24bと、ライン24aから分岐して第2排ガスエコノマイザ21Bの第2高圧蒸発器32Bに接続されたライン24cと、及び第2高圧蒸発器32Bをライン24bに接続するライン24dとを有している。このように、高圧ドラム22の高圧循環水系統324は、第1高圧蒸発器32A及び第2高圧蒸発器32Bを高圧ドラム22に並列接続している。   The high-pressure circulating water system 324 includes a line 24a that connects the high-pressure drum 22 to the first high-pressure evaporator 32A of the first exhaust gas economizer 21A, a line 24b that connects the first high-pressure evaporator 32A to the high-pressure drum 22, and a line 24a. A line 24c branched and connected to the second high-pressure evaporator 32B of the second exhaust gas economizer 21B and a line 24d connecting the second high-pressure evaporator 32B to the line 24b are provided. As described above, the high-pressure circulating water system 324 of the high-pressure drum 22 connects the first high-pressure evaporator 32A and the second high-pressure evaporator 32B to the high-pressure drum 22 in parallel.

蒸気系統325は、高圧ドラム22から延びるライン25aと、ライン25bから分岐した25bと、ライン25a,25bが集合して成るライン25cとを有し、ライン25cが蒸気タービン6の蒸気口に接続されている。ライン25a,25bにはそれぞれ、第1過熱器36A及び第2過熱器36Bが並列接続されており、蒸気系統325は、ライン25aを流れる蒸気を第1過熱器36Aを経由させるか否かを制御する弁ユニット25VAと、ライン25bを流れる蒸気を第2過熱器36Bを経由させるか否かを制御する弁ユニット25VBとを有している。 Steam system 325, connected to a line 25a extending from the high-pressure drum 22, and 25b that branch from the line 25b, line 25a, 25b has a line 25c formed by the set, the line 25c is a vapor inlet mouth of the steam turbine 6 Has been. A first superheater 36A and a second superheater 36B are connected in parallel to the lines 25a and 25b, respectively, and the steam system 325 controls whether or not the steam flowing through the line 25a passes through the first superheater 36A. And a valve unit 25VB for controlling whether or not the steam flowing through the line 25b passes through the second superheater 36B.

ライン24a,24cの分岐点よりも高圧ドラム22側に設けられたポンプ24Pが動作すると、高圧ドラム22内の循環水の一部がライン24aを介して第1高圧蒸発器32Aへと送られ、送られた循環水は第1高圧蒸発器32A内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン24bを介して高圧ドラム22に戻される。また、高圧ドラム22内の循環水の一部がライン24cを介して第2高圧蒸発器32Bへと送られ、送られた循環水は第2高圧蒸発器32B内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン24d及びライン24cを介して高圧ドラム22に戻される。戻された循環水は、高圧ドラム22内で蒸気と液体とに分離される。   When the pump 24P provided on the high pressure drum 22 side from the branch point of the lines 24a and 24c operates, a part of the circulating water in the high pressure drum 22 is sent to the first high pressure evaporator 32A via the line 24a. The sent circulating water becomes steam by heat exchange with the exhaust gas in the first high-pressure evaporator 32A. The circulating water is returned to the high-pressure drum 22 through the line 24b in a gas-liquid mixed state. A part of the circulating water in the high-pressure drum 22 is sent to the second high-pressure evaporator 32B via the line 24c, and the sent circulating water is vaporized by heat exchange with the exhaust gas in the second high-pressure evaporator 32B. It becomes. The circulating water is returned to the high-pressure drum 22 through the line 24d and the line 24c in a gas-liquid mixed state. The returned circulating water is separated into vapor and liquid in the high-pressure drum 22.

高圧ドラム22内の蒸気の一部は、ライン25a及びライン25cをこの順で介して蒸気タービン6の蒸気入口に供給される。また、蒸気の一部は、ライン25b及びライン25cをこの順で介して蒸気タービン6の蒸気入口に供給される。蒸気タービン6に要求される回転力に応じて弁ユニット25VA,25VBを動作させることにより、ライン25aを流れる蒸気を第1過熱器36Aで加熱することができ、また、ライン25bを流れる蒸気を第2過熱器36Bで加熱することができる。   A part of the steam in the high-pressure drum 22 is supplied to the steam inlet of the steam turbine 6 through the line 25a and the line 25c in this order. A part of the steam is supplied to the steam inlet of the steam turbine 6 through the line 25b and the line 25c in this order. By operating the valve units 25VA and 25VB in accordance with the rotational force required for the steam turbine 6, the steam flowing through the line 25a can be heated by the first superheater 36A, and the steam flowing through the line 25b is It can heat with 2 superheater 36B.

また、低圧循環水系統326は、第1低圧蒸発器34Aに接続するライン26aと、第1低圧蒸発器34Aを低圧ドラム23に接続するライン26bと、ライン26aから分岐して第2排ガスエコノマイザ21Bの第2低圧蒸発器34Bに接続されたライン26cと、第2低圧蒸発器34Bをライン26bに接続するライン26dとを有している。このように、低圧ドラム23の低圧循環水系統326は、第1低圧蒸発器34A及び第2低圧蒸発器34Bを低圧ドラム23に並列接続している。   The low-pressure circulating water system 326 includes a line 26a connecting to the first low-pressure evaporator 34A, a line 26b connecting the first low-pressure evaporator 34A to the low-pressure drum 23, and a second exhaust gas economizer 21B branched from the line 26a. Line 26c connected to the second low-pressure evaporator 34B, and a line 26d connecting the second low-pressure evaporator 34B to the line 26b. Thus, the low-pressure circulating water system 326 of the low-pressure drum 23 connects the first low-pressure evaporator 34A and the second low-pressure evaporator 34B to the low-pressure drum 23 in parallel.

ライン26a,26cの分岐点よりも低圧ドラム23側に設けられたポンプ26Pが動作すると、低圧ドラム23内の循環水の一部がライン26aを介して第1低圧蒸発器34Aへと送られ、送られた循環水は第低圧蒸発器34A内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン26bを介して低圧ドラム23に戻される。また、低圧ドラム23内の循環水の一部がライン26cを介して第2圧蒸発器34Bへと送られ、送られた循環水は第2低圧蒸発器34B内で排ガスとの熱交換により蒸気となる。循環水は気液混合状態でライン26d及びライン26cを介して低圧ドラム23に戻される。戻された循環水は、低圧ドラム23内で蒸気と液体とに分離される。低圧ドラム23内の蒸気は、ライン27aを介して蒸気タービン6の混気入口に供給される。 When the pump 26P provided on the low-pressure drum 23 side from the branch point of the lines 26a and 26c operates, a part of the circulating water in the low-pressure drum 23 is sent to the first low-pressure evaporator 34A via the line 26a. The sent circulating water becomes steam by heat exchange with the exhaust gas in the first low-pressure evaporator 34A. The circulating water is returned to the low-pressure drum 23 through the line 26b in a gas-liquid mixed state. A part of the circulating water in the low pressure drum 23 is sent to a second low pressure evaporator 34B through a line 26c, the circulating water sent by heat exchange with the exhaust gas in the second low-pressure evaporator 34B It becomes steam. The circulating water is returned to the low-pressure drum 23 through the line 26d and the line 26c in a gas-liquid mixed state. The returned circulating water is separated into vapor and liquid in the low-pressure drum 23. The steam in the low-pressure drum 23 is supplied to the mixture inlet of the steam turbine 6 through the line 27a.

このように本実施形態においては、2機のエンジン1A,1Bそれぞれからの排ガスの熱が2つの排ガスエコノマイザにより個別に回収される。そして、2つの排ガスエコノマイザが、高圧循環水系統を介して単一の高圧ドラムに並列接続され、低圧循環水系統を介して単一の低圧ドラムに並列接続されている。この構成により、2つの排ガスエコノマイザに個別に高圧ドラム及び低圧ドラムのセットを設ける場合と比較して、廃熱回収系305の構成をコンパクトにすることができる。   Thus, in this embodiment, the heat of the exhaust gas from each of the two engines 1A and 1B is individually recovered by the two exhaust gas economizers. Two exhaust gas economizers are connected in parallel to a single high-pressure drum via a high-pressure circulating water system, and are connected in parallel to a single low-pressure drum via a low-pressure circulating water system. With this configuration, the configuration of the waste heat recovery system 305 can be made compact as compared with the case where a set of a high pressure drum and a low pressure drum is individually provided in two exhaust gas economizers.

[第4実施形態]
図5は、本発明の第4実施形態に係る発電システム400の動力伝達系407の構成を示す概念図である。図5に示すように、本実施形態に係る発電システム400は、1機の発電機2と、1台の蒸気タービン6と、2台のパワータービン4A,4Bとを備えている。発電機2は、舶内パワータービン付き蒸気ターボ発電機である。排気系及び廃熱回収系には、第2実施形態が適用されてもよく、第3実施形態が適用されてもよい。本実施形態に係る動力伝達系407は、第2及び第3実施形態に係る動力伝達系207を変更したものであって、エンジンの数、排気系の構成及び廃熱回収系の構成に関わらず、1機の発電機2、1台の蒸気タービン6及び2台のパワータービン4A,4Bを備えたシステムに好適に適用される。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing the configuration of the power transmission system 407 of the power generation system 400 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the power generation system 400 according to this embodiment includes one generator 2, one steam turbine 6, and two power turbines 4 </ b> A and 4 </ b> B. The generator 2 is a steam turbo generator with a ship power turbine. The second embodiment may be applied to the exhaust system and the waste heat recovery system, or the third embodiment may be applied. The power transmission system 407 according to the present embodiment is a modification of the power transmission system 207 according to the second and third embodiments, regardless of the number of engines, the configuration of the exhaust system, and the configuration of the waste heat recovery system. The present invention is suitably applied to a system including one generator 2, one steam turbine 6, and two power turbines 4A and 4B.

(動力伝達系)
本実施形態に係る動力伝達系407によれば、発電機2の入力軸が、第2実施形態と同様の第1入力軸部44A及び第2入力軸部44Bを有している。第1入力軸部44Aは発電機から見て図5中右側に延在し、第2入力軸部44Bは発電機2から見て図5中左側に延在している。
(Power transmission system)
According to the power transmission system 407 according to the present embodiment, the input shaft of the generator 2 has the same first input shaft portion 44A and second input shaft portion 44B as in the second embodiment. The first input shaft portion 44A extends to the right side in FIG. 5 when viewed from the generator, and the second input shaft portion 44B extends to the left side in FIG.

第2及び第3実施形態においては、蒸気タービン6の出力軸41が、第1入力軸部44Aから見て図中上側に配置されていたが、本実施形態においては、蒸気タービン6の出力軸41が第1入力軸部44Aから見て図中下側に配置されている。つまり、主減速機452は、図中下側から上側に向かって主駆動ギヤ451、アイドルギヤ453及び主従動ギヤ452をこの順で並べるようにして構成されている。これに伴って、第1副減速機462も、第1副駆動ギヤ464が第1副従動ギヤ465に対して上側に配置されている。さらに、第2副減速機472も、第1副減速機462と同様にして、第2副駆動ギヤ474が第2副従動ギヤ475に対して上側に配置されている。   In the second and third embodiments, the output shaft 41 of the steam turbine 6 is disposed on the upper side in the drawing as viewed from the first input shaft portion 44A. However, in this embodiment, the output shaft of the steam turbine 6 is disposed. 41 is disposed on the lower side in the drawing as viewed from the first input shaft portion 44A. That is, the main reduction gear 452 is configured such that the main drive gear 451, the idle gear 453, and the main driven gear 452 are arranged in this order from the lower side to the upper side in the drawing. Accordingly, the first sub drive gear 464 is also arranged on the upper side of the first sub driven gear 465 in the first sub reduction gear 462. Further, the second sub reduction gear 472 also has a second sub drive gear 474 disposed above the second sub driven gear 475 in the same manner as the first sub reduction gear 462.

このように、発電機2の第1入力軸部44A及び第2入力軸部44Bから見て、蒸気タービン6の出力軸41、第1パワータービン4Aの出力軸61、第2パワータービン4Bの出力軸71をどのように配置するのかについては、適宜変更可能である。第4実施形態に係る動力伝達系407によっても、第2及び第3実施形態に係る動力伝達系207と同様の作用効果が得られる。   As described above, when viewed from the first input shaft portion 44A and the second input shaft portion 44B of the generator 2, the output shaft 41 of the steam turbine 6, the output shaft 61 of the first power turbine 4A, and the output of the second power turbine 4B. The arrangement of the shaft 71 can be changed as appropriate. The same effect as the power transmission system 207 according to the second and third embodiments can be obtained by the power transmission system 407 according to the fourth embodiment.

[第5実施形態]
図6は、本発明の第5実施形態に係る発電システム500の動力伝達系507の構成を示す概念図である。図6に示すように、本実施形態に係る発電システム500は、1機の発電機2と、1台の蒸気タービン6と、3台のパワータービン4A,4B,4Cとを備えている。発電機2は、舶内パワータービン付き蒸気ターボ発電機である。本実施形態に係る動力伝達系507は、このようなシステムに対して好適に適用される。
[Fifth Embodiment]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing the configuration of the power transmission system 507 of the power generation system 500 according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the power generation system 500 according to this embodiment includes a generator 2 of 1 aircraft, one and the steam turbine 6 A, the three power turbine 4A, 4B, and 4C. The generator 2 is a steam turbo generator with a ship power turbine. The power transmission system 507 according to the present embodiment is preferably applied to such a system.

つまり、本実施形態に係る発電システム500は、エンジンの数、排気系の構成及び廃熱回収系の構成を適宜選択可能である。例えば、発電システム500が1機のエンジンを備える船舶に搭載される場合、当該1機のエンジンに対応する排気系に3つのパワータービンが並列接続されていてもよい。発電システム500が2機のエンジンを備える船舶に搭載される場合、一方のエンジンに対応する排気系に2つのパワータービンが並列接続され、他方のエンジンに対応する排気系に残り1つのパワータービンが接続されていてもよい。発電システム500が3機のエンジンを備える船舶に搭載される場合、各エンジンに対応する排気系に1つのパワータービンが接続されていてもよい。また、発電システム500が3機のエンジンを備える船舶に搭載される場合、廃熱回収系は、1個の高圧ドラムに3個の排ガスエコノマイザを並列接続し、1個の低圧ドラムに3個の排ガスエコノマイザを並列接続した構成であってもよい。   That is, the power generation system 500 according to this embodiment can appropriately select the number of engines, the configuration of the exhaust system, and the configuration of the waste heat recovery system. For example, when the power generation system 500 is mounted on a ship including one engine, three power turbines may be connected in parallel to an exhaust system corresponding to the one engine. When the power generation system 500 is mounted on a ship having two engines, two power turbines are connected in parallel to the exhaust system corresponding to one engine, and the remaining one power turbine is connected to the exhaust system corresponding to the other engine. It may be connected. When the power generation system 500 is mounted on a ship including three engines, one power turbine may be connected to an exhaust system corresponding to each engine. When the power generation system 500 is mounted on a ship equipped with three engines, the waste heat recovery system has three exhaust gas economizers connected in parallel to one high-pressure drum and three low-pressure drums. The structure which connected the exhaust gas economizer in parallel may be sufficient.

(動力伝達系)
本実施形態に係る動力伝達系507によれば、発電機2の入力軸が、第2〜第4実施形態と同様にして、第1入力軸部44A及び第2入力軸部44Bとから成り、第1入力軸部44A及び第2入力軸部44Bが、発電機2を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在し、同軸上に配置され、同期して回転する。
(Power transmission system)
According to the power transmission system 507 according to the present embodiment, the input shaft of the generator 2 includes the first input shaft portion 44A and the second input shaft portion 44B in the same manner as in the second to fourth embodiments. 44 A of 1st input shaft parts and the 2nd input shaft part 44B are mutually extended in an axial direction on the basis of the generator 2, are arrange | positioned coaxially, and rotate synchronously.

第2パワータービン4Bの出力軸71は、第4実施形態と同様にして、第2副減速機472、第2回転軸73、第2SSSクラッチ76及びカップリング77を介して第2入力軸部44Bに連結されている。   As in the fourth embodiment, the output shaft 71 of the second power turbine 4B is connected to the second input shaft portion 44B via the second auxiliary reduction gear 472, the second rotating shaft 73, the second SSS clutch 76, and the coupling 77. It is connected to.

蒸気タービン6の出力軸41と発電機2の第1入力軸部44Aとは、互いに平行に配置されている。蒸気タービン6の出力軸41は、主減速機550、回転軸42及びカップリング43を介して第1入力軸部44Aに接続されている。主減速機550は、出力軸41を固定した主駆動ギヤ551と、回転軸42を固定した主従動ギヤ552と、主駆動ギヤ551と主従動ギヤ552との間に介在する2個のアイドルギヤ553,554とを有する減速ギヤ列である。これら主減速機550を構成する4個のギヤはいずれも外歯を有する歯車であり、主駆動ギヤ551の歯数は主従動ギヤ552の歯数よりも少ない。アイドルギヤ553は、主駆動ギヤ551及びアイドルギヤ554の間に介在してこれらギヤ551,554と噛合し、アイドルギヤ554は、アイドルギヤ553と主従動ギヤの間に介在してこれらギヤ554,552と噛合している。これにより、蒸気タービン6の回転力は、主駆動ギヤ551、アイドルギヤ553、アイドルギヤ554、主従動ギヤ552、回転軸42及びカップリング43をこの順で介して、第1入力軸部44Aに入力される。 The first input shaft portion 44A of the generator 2 and the output shaft 41 of the steam turbine 6 A, are arranged parallel to each other. The output shaft 41 of the steam turbine 6 A is the main reduction gear 550, via a rotary shaft 42 and coupling 43 connected to the first input shaft portion 44A. The main reduction gear 550 includes a main drive gear 551 with the output shaft 41 fixed, a main driven gear 552 with the rotation shaft 42 fixed, and two idle gears interposed between the main drive gear 551 and the main driven gear 552. And a reduction gear train having 553 and 554. All of the four gears constituting the main reduction gear 550 are gears having external teeth, and the number of teeth of the main drive gear 551 is smaller than the number of teeth of the main driven gear 552. The idle gear 553 is interposed between the main drive gear 551 and the idle gear 554 and meshes with these gears 551, 554, and the idle gear 554 is interposed between the idle gear 553 and the main driven gear and these gears 554. 552 is engaged. Thus, the rotational force of the steam turbine 6 A is the main drive gear 551, idle gear 553, idle gear 554, the main driven gear 552, via a rotary shaft 42 and coupling 43 in this order, the first input shaft portion 44A Is input.

第1パワータービン4Aの出力軸61は、蒸気タービン6Aの出力軸41と平行に配置されており、第1副減速機462、第1回転軸63、第1SSSクラッチ66を介して主減速機550の主従動ギヤ552に接続されている。第1副減速機462は、第4実施形態と同様に構成されている。 The output shaft 61 of the first power turbine 4 </ b> A is disposed in parallel with the output shaft 41 of the steam turbine 6 </ b> A, and is connected to the main reducer 550 via the first sub reducer 462, the first rotating shaft 63, and the first SSS clutch 66. The main driven gear 552 is connected. The first sub reduction gear 462 is configured in the same manner as in the fourth embodiment.

第3パワータービン4Cの出力軸81は、蒸気タービン6の出力軸41、第1及び第2パワータービン4A,4Bの出力軸61,71、第1及び第2入力軸部44A,44B、及び第3回転軸83と平行に配置されている。第3パワータービン4Cの出力軸81は、第3副減速機を介して第3回転軸83と接続されている。第3副減速機82は、出力軸81を固定した第3副駆動ギヤ84と、第3回転軸83を固定した第3副従動ギヤ85とを有した減速ギヤ列である。これら2個のギヤ84,85はいずれも外歯を有する歯車であり、第3副駆動ギヤ84の歯数が第3副従動ギヤ85の歯数よりも少なく、副駆動ギヤ84と副従動ギヤ85とは半径方向に並んで互いに噛合している。第3回転軸83は、第3SSSクラッチ86を介して主減速機550の主駆動ギヤ551に接続されている。 The output shaft 81 of the third power turbine 4C, the output shaft 41 of the steam turbine 6 A, the first and second power turbine 4A, 4B of the output shaft 61 and 71, first and second input shaft portion 44A, 44B and, The third rotation shaft 83 is disposed in parallel. The output shaft 81 of the third power turbine 4C is connected to the third rotating shaft 83 via a third sub reduction gear. The third sub-reduction gear 82 is a reduction gear train having a third sub-drive gear 84 that fixes the output shaft 81 and a third sub-driven gear 85 that fixes the third rotation shaft 83. These two gears 84 and 85 are both gears having external teeth, and the number of teeth of the third auxiliary driving gear 84 is smaller than the number of teeth of the third auxiliary driven gear 85, and the auxiliary driving gear 84 and the auxiliary driven gear are included. 85 are meshed with each other in the radial direction. The third rotating shaft 83 is connected to the main drive gear 551 of the main reducer 550 via the third SSS clutch 86.

第3パワータービン4Cが動作しているときには、第3パワータービン4Cの回転力は、第3副駆動ギヤ84、第3副従動ギヤ85、第3回転軸83及び第3SSSクラッチ86をこの順に介し、主駆動ギヤ551に伝達され、これ以降は、蒸気タービン6と同様にして発電機2の第1入力軸部44Aへと伝達される。第3パワータービン4Cが停止しているときであっても、主駆動ギヤ551は、蒸気タービン6の回転力を発電機2に伝達するために寄与するギヤであるので、主減速機550に空回りするギヤは存在しない。また、第3パワータービン4Cが停止しているときには、主駆動ギヤ551の回転数と第3副従動ギヤ85の回転数との差が顕著となるので、第3SSSクラッチ86が断となり、主駆動ギヤ551と第3副減速機82との間で動力伝達経路が切断される。このため、蒸気タービン6の回転力によって第3副減速機82を構成するギヤが空回りすることもない。 When the third power turbine 4C is operating, the rotational force of the third power turbine 4C passes through the third auxiliary drive gear 84, the third auxiliary driven gear 85, the third rotary shaft 83, and the third SSS clutch 86 in this order. , it is transmitted to the main drive gear 551, which thereafter is transmitted in the same way as the steam turbine 6 a to the first input shaft portion 44A of the generator 2. Even when the third power turbine 4C is stopped, the main drive gear 551, since it is contributing gears to transmit rotational force of the steam turbine 6 A to the generator 2, the main reduction gear 550 There is no idle gear. Further, when the third power turbine 4C is stopped, the difference between the rotational speed of the main drive gear 551 and the rotational speed of the third sub driven gear 85 becomes significant, so the third SSS clutch 86 is disengaged and the main drive The power transmission path is disconnected between the gear 551 and the third sub reduction gear 82. For this reason, the gear which comprises the 3rd sub reduction gear 82 does not run idle by the rotational force of 6 A of steam turbines.

そして、第3回転軸83と蒸気タービン6の出力軸41とは、主減速機550を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在しており、第3パワータービン4Cの出力軸と第3回転軸83とは、第3副減速機82を基準にして軸線方向に互いに反対側に延在している。したがって、第3パワータービン4Cは、主減速機を基準にして蒸気タービン6及び第1パワータービン4Aと軸線方向に反対側に配置されるので、これらタービン6,4Aとの干渉を良好に防止することができる。 Then, the output shaft 41 of the third rotating shaft 83 and the steam turbine 6 A, extends opposite to each other in the axial direction with respect to the main reduction gear 550, and an output shaft of the third power turbine 4C No. The three rotation shafts 83 extend on opposite sides in the axial direction with respect to the third sub-reduction gear 82. Therefore, the third power turbine 4C, because the main reduction gear based on is arranged on the opposite side of the steam turbine 6 A and the first power turbine 4A axially, these turbines 6 A, interference between the well 4A Can be prevented.

その一方、第3パワータービン4C及び発電機2は、主減速機550を基準にして軸線方向に互いに同じ側に配置される。すなわち、第3パワータービン4C及び発電機2は、主減速機550及び第3副減速機82の半径方向に並ぶようにして配置される。   On the other hand, the third power turbine 4C and the generator 2 are arranged on the same side in the axial direction with respect to the main reduction gear 550. That is, the third power turbine 4C and the generator 2 are arranged so as to be aligned in the radial direction of the main reduction gear 550 and the third auxiliary reduction gear 82.

本実施形態に係る主減速機550は、発電機2の第1入力軸部44Aが接続される主従動ギヤ552と、第3パワータービン4Cの出力軸81が接続される主駆動ギヤ551との間に介在する2個のアイドルギヤ553,554を有している。このため、主駆動ギヤ551と主従動ギヤ552とは、その分半径方向に互いに離れて配置される。そして、第3副減速機82の第3副従動ギヤ85は、主駆動ギヤ551と同軸上に配置されている一方、第3副駆動ギヤ84は、第3副従動ギヤ85及び主駆動ギヤ551から見て主従動ギヤ552から遠ざかるようにして配置されている。これら2個のアイドルギヤ553,554及び第3副減速機82により、発電機2と第3パワータービン4Cとを主減速機550及び第3副減速機82の半径方向に互いに離して配置することができ、当該半径方向に無理なく並べることができる。すると、第3パワータービン4Cを発電機2から軸線方向に逃がすべく第3パワータービン4Cの出力軸81又は発電機2の第1入力軸部44Aを長大なものとする必要がなくなり、主減速機550と発電機2との間の軸支持構造、及び主減速機550と第3パワータービン4Cとの間の軸支持構造が複雑化するのを抑制することができる。このように、パワータービンを発電機と半径方向に並べて設けるときには、主減速機550に複数のアイドルギヤを設けると、パワータービンと発電機との間の半径方向の間隔を容易に確保することができるので有益である。   The main speed reducer 550 according to this embodiment includes a main driven gear 552 to which the first input shaft portion 44A of the generator 2 is connected and a main drive gear 551 to which the output shaft 81 of the third power turbine 4C is connected. Two idle gears 553 and 554 are interposed therebetween. For this reason, the main drive gear 551 and the main driven gear 552 are arranged away from each other in the radial direction. The third sub driven gear 85 of the third sub speed reducer 82 is disposed coaxially with the main drive gear 551, while the third sub drive gear 84 includes the third sub driven gear 85 and the main drive gear 551. As viewed from the main driven gear 552, the main driven gear 552 is disposed away from the main driven gear 552. By these two idle gears 553 and 554 and the third sub-reduction gear 82, the generator 2 and the third power turbine 4C are arranged away from each other in the radial direction of the main reduction gear 550 and the third sub-reduction gear 82. Can be arranged without difficulty in the radial direction. Then, it is not necessary to lengthen the output shaft 81 of the third power turbine 4C or the first input shaft portion 44A of the generator 2 in order to allow the third power turbine 4C to escape from the generator 2 in the axial direction. Complicating the shaft support structure between 550 and the generator 2 and the shaft support structure between the main reduction gear 550 and the third power turbine 4C can be suppressed. As described above, when the power turbine is provided side by side in the radial direction with the generator, if a plurality of idle gears are provided in the main reduction gear 550, a radial interval between the power turbine and the generator can be easily secured. It is beneficial because it can.

[他の実施形態]
これまで本発明に係る実施形態について説明したが、上記の構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。例えば、2台のパワータービンを備えるシステムを提供するにあたって、第5実施形態に係る動力伝達系から発電機の左側に示される構造が省略されてもよい。主減速機には、3個以上のアイドルギヤが設けられていてもよく、副減速機にアイドルギヤが設けられていてもよい。
[Other Embodiments]
Although the embodiment according to the present invention has been described so far, the above configuration can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, in providing a system including two power turbines, the structure shown on the left side of the generator may be omitted from the power transmission system according to the fifth embodiment. The main reduction device may be provided with three or more idle gears, and the auxiliary reduction device may be provided with idle gears.

さらに、主タービンを蒸気タービンとし、副タービンをパワータービンとしたが、この関係は逆であってもよい。主機に舶用ディーゼルエンジンを採用する場合を例示したが、ガスタービンが採用されても本発明を好適に適用することができる。   Furthermore, although the main turbine is a steam turbine and the sub turbine is a power turbine, this relationship may be reversed. Although the case where a marine diesel engine is employed as the main engine is illustrated, the present invention can be suitably applied even when a gas turbine is employed.

本発明は、複数のタービンの回転力が歯車列を介して発電機に伝達され、システム稼働時にタービンの一部を停止させることもある発電システムにおいて、ハンマリングを防止し、発電効率を向上し且つシステム全体の大型化を抑制することができるという作用効果を奏し、舶用発電システムとして船舶に搭載されると有益である。   The present invention prevents hammering and improves power generation efficiency in a power generation system in which the rotational force of a plurality of turbines is transmitted to a generator through a gear train and may partially stop the turbine during system operation. In addition, it has the effect of being able to suppress an increase in the size of the entire system, and is beneficial when mounted on a ship as a ship power generation system.

100,200,300,400,500 発電システム
1(1A,1B) 舶用ディーゼルエンジン
2 発電機
3(3A,3B),203 排気系
4(4A,4B,4C) パワータービン(副タービン)
5,305 廃熱回収系
6 蒸気タービン(主タービン)
7 動力伝達系
21(21A,21B) 排ガスエコノマイザ
41 蒸気タービンの出力軸
44(44A,44B) 発電機の入力軸
50,450,550 主減速機
51,451,551 駆動ギヤ
52,452,552 従動ギヤ
53,453,553,554 アイドルギヤ
61,71,81 パワータービンの出力軸
62,72,82 副減速機
66,76,86 SSSクラッチ
100, 200, 300, 400, 500 Power generation system 1 (1A, 1B) Marine diesel engine 2 Generator 3 (3A, 3B), 203 Exhaust system 4 (4A, 4B, 4C) Power turbine (sub turbine)
5,305 Waste heat recovery system 6 Steam turbine (main turbine)
7 Power transmission system 21 (21A, 21B) Exhaust gas economizer 41 Steam turbine output shaft 44 (44A, 44B) Generator input shaft 50, 450, 550 Main speed reducer 51, 451, 551 Drive gear 52, 452, 552 Driven Gears 53, 453, 553, 554 Idle gears 61, 71, 81 Power turbine output shafts 62, 72, 82 Sub-reduction gears 66, 76, 86 SSS clutch

Claims (8)

タービンの回転力により発電機を駆動する発電システムであって、
システム稼働時に動作する主タービンと、
前記主タービンの出力軸と接続された主駆動ギヤ、及び前記発電機の入力軸と接続された主従動ギヤを有し、前記主駆動ギヤの回転を前記主従動ギヤに伝達する主減速機と、
システム稼働時に状況に応じて動作又は停止する1以上の副タービンと、を備え、
前記主減速機は、前記主駆動ギヤと前記主従動ギヤとの間に介在して前記主駆動ギヤの回転を前記主従動ギヤに伝達する1以上のアイドルギヤを更に有し、
前記1以上の副タービンに含まれる第1副タービンの出力軸が、前記主従動ギヤに接続されており、
前記第1副タービンと前記主タービンとが、前記主減速機を基準にして軸線方向に互いに同じ側に配置され、且つ、前記主タービンと前記発電機とが、前記主減速機を基準にして軸線方向において互いに反対側に配置されている、発電システム。
A power generation system that drives a generator by the rotational force of a turbine,
A main turbine operating during system operation;
A main reduction gear having a main drive gear connected to the output shaft of the main turbine and a main driven gear connected to the input shaft of the generator, and transmitting the rotation of the main drive gear to the main driven gear; ,
One or more secondary turbines that operate or stop depending on the situation when the system is operating,
The main reduction gear further includes one or more idle gears interposed between the main drive gear and the main driven gear to transmit the rotation of the main drive gear to the main driven gear,
An output shaft of a first auxiliary turbine included in the one or more auxiliary turbines is connected to the main driven gear;
The first sub turbine and the main turbine are arranged on the same side in the axial direction with respect to the main speed reducer, and the main turbine and the generator are based on the main speed reducer. A power generation system arranged on opposite sides in the axial direction.
前記主駆動ギヤ、前記アイドルギヤ及び前記主従動ギヤの各中心が、軸線方向から見て同一直線上に位置する、請求項1に記載の発電システム。   2. The power generation system according to claim 1, wherein the centers of the main drive gear, the idle gear, and the main driven gear are located on the same straight line when viewed from the axial direction. 前記第1副タービンの出力軸と前記主従動ギヤとの間に介在するクラッチと、
前記第1副タービンの出力軸と前記クラッチとの間に介在する第1副減速機とを備え、
前記第1副減速機は、前記第1副タービンの出力軸と接続された第1副駆動ギヤ、及び前記クラッチと接続された第1副従動ギヤを有し、前記第1副駆動ギヤの回転を前記第1副従動ギヤに伝達し、
前記第1副駆動ギヤが、前主従動ギヤ及び前記第1副従動ギヤから見て、前記主駆動ギヤから遠ざかるように配置されている、請求項1又は2に記載の発電システム。
A clutch interposed between the output shaft of the first auxiliary turbine and the main driven gear;
A first sub-reduction gear interposed between the output shaft of the first sub-turbine and the clutch;
The first sub reducer has a first sub driven gear connected to the first auxiliary drive gear, and the clutch first being connected with the secondary turbine output shaft, the rotation of the first auxiliary drive gear To the first sub driven gear,
Said first auxiliary drive gear, before Symbol viewed from the main driven gear and said first auxiliary driven gear, said are disposed away from the main drive gear, the power generation system according to claim 1 or 2.
前記1以上の副タービンには、第2副タービンが更に含まれ、
前記発電機の前記入力軸が、軸線方向に互いに反対側に延在する第1入力軸部及び第2入力軸部を有し、前記第1入力軸部が、前記主減速機の前記主従動ギヤに接続され、前記第2副タービンの出力軸が、クラッチを介して前記第2入力軸部に接続されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発電システム。
The one or more auxiliary turbines further include a second auxiliary turbine,
The input shaft of the generator has a first input shaft portion and a second input shaft portion that extend in opposite directions in the axial direction, and the first input shaft portion is the main follower of the main reducer. 4. The power generation system according to claim 1, wherein the power generation system is connected to a gear, and an output shaft of the second sub turbine is connected to the second input shaft portion via a clutch.
前記1以上の副タービンには、第3副タービンが更に含まれ、
前記第3副タービンの出力軸が、クラッチを介して前記主駆動ギヤに接続され、前記第1副タービンと前記第3副タービンとが、前記主減速機を基準にして軸線方向に互いに反対側に配置されている、請求項4に記載の発電システム。
The one or more auxiliary turbines further include a third auxiliary turbine,
An output shaft of the third auxiliary turbine is connected to the main drive gear via a clutch, and the first auxiliary turbine and the third auxiliary turbine are opposite to each other in the axial direction with respect to the main reduction gear. The power generation system according to claim 4, which is disposed in
当該発電システムが、主機を1機備える船舶に搭載される発電システムであり、
前記主タービンが、前記主機周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービンであり、
前記1以上の副タービンが、前記主機の排気から回転力を取り出すパワータービンである、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の発電システム。
The power generation system is a power generation system mounted on a ship having one main engine,
The main turbine is a steam turbine that extracts rotational force from waste heat around the main engine;
The power generation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the one or more sub turbines are power turbines that extract a rotational force from the exhaust of the main engine.
当該発電システムが、主機を2機備える船舶に搭載される発電システムであり、
前記主タービンは、前記2機の主機周辺の廃熱から回転力を取り出す蒸気タービンであり、
前記第1副タービンが、前記2機の主機のうち一方の排気から回転力を取り出す第1のパワータービンであり、前記第2副タービンが、前記2機の主機のうち他方の排気から回転力を取り出す第2のパワータービンである、請求項4又は5に記載の発電システム。
The power generation system is a power generation system mounted on a ship having two main engines,
The main turbine is a steam turbine that extracts rotational force from waste heat around the two main engines,
The first auxiliary turbine is a first power turbine that extracts rotational power from one exhaust of the two main engines, and the second auxiliary turbine rotates from the other exhaust of the two main engines. The power generation system according to claim 4, wherein the power generation system is a second power turbine for taking out the power.
前記2機の主機の廃熱を回収して蒸気を生成する廃熱回収系を備え、
前記廃熱回収系が、前記2機の主機のうち一方の排気の熱を回収する第1排ガスエコノマイザと、前記2機の主機のうち他方の排気の熱を回収する第2排ガスエコノマイザと、前記蒸気タービンに蒸気を供給するための気水分離器と、前記第1排ガスエコノマイザ及び前記第2排ガスエコノマイザを前記気水分離器に対し並列接続する循環水系統と、を備えている、請求項7に記載の発電システム。
A waste heat recovery system that recovers waste heat of the two main machines to generate steam;
The waste heat recovery system includes a first exhaust gas economizer that recovers the heat of one of the two main engines, a second exhaust gas economizer that recovers the heat of the other of the two main engines, An air / water separator for supplying steam to a steam turbine, and a circulating water system for connecting the first exhaust gas economizer and the second exhaust gas economizer in parallel to the air / water separator. The power generation system described in 1.
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