JP2012255346A

JP2012255346A - 発電プラント

Info

Publication number: JP2012255346A
Application number: JP2011127435A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Sakakibara; 靖榊原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-12-27

Abstract

【課題】潤滑系に用いる電動機容量を小さくできる発電プラントを提供することにある。
【解決手段】発電設備は、発電機３と、蒸気タービン２と、ガスタービン１により構成される。潤滑油タンク１３の潤滑油が、蒸気タービン２と発電機３とガスタービン１の軸を支持する軸受４，５，７，８，９にそれぞれ供給される。潤滑油タンク１３は、発電機３と、蒸気タービン２と、ガスタービン１で共通に備えられている。電動式主油ポンプ１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）は、潤滑油タンク１３に蓄えられた潤滑油を、各軸受に供給をすると共に、３台以上備えられている。２台以上の前記電動式主油ポンプを常用ポンプとし、他の１台の前記電動式主油ポンプを非常用のバックアップ用ポンプとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電プラントに係り、特に、発電用の蒸気タービンや発電機やガスタービンなどに使用される軸受用潤滑油の供給系統を備える発電プラントに関する。

従来のコンバインドサイクル発電プラントは、例えば、ボイラ、発電機、蒸気タービンより構成されている（例えば、特許文献１参照）。従来のコンバインドサイクル発電プラントの潤滑系としては、発電機と蒸気タービンで共通の潤滑油タンク付油ポンプから潤滑油が供給されているコンベンショナル発電プラントと、ガスタービン、発電機、蒸気タービンより構成される。ここで、発電機と蒸気タービンまたはガスタービンと蒸気タービンと発電機で共通の潤滑油タンク付主油ポンプから潤滑油が供給されている。

かかる潤滑系において、油ポンプとしては、１００％容量の前記主油ポンプが２台設置され、１台を常用運転とし１台をバックアップ用運転としている。また、ポンプの下流にバックアップ用ポンプが起動するまでの間の潤滑油圧力低下緩和のためにアキュームレータを設置し、アキュームレータ下流に潤滑油圧力調整用のオリフィスを設置し、オリフィスと並列に潤滑油圧力調節弁を設置し、各軸受油を供給している。

特開２００５−１８０３７０号公報

そのため、待機側電動ポンプが起動するまでの間の油圧低下を緩和させる為に、必然的にＡＣ電動ポンプの吐出圧は必要圧の２倍〜３倍とせざるを得ず、電動機出力が大きくなるという問題がある。そして、従来システムでは、待機側電動ポンプ切り替え時に２〜３倍の必要軸受油量が必要となるため、主油ポンプ駆動の電動機容量が大きくなる問題がある。また、潤滑油圧力が低下すると、各軸受にて振動が発生するという問題がある。

本発明の目的は、潤滑系に用いる電動機容量を小さくできる発電プラントを提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、発電機及び蒸気タービンより構成される発電設備と、前記蒸気タービンと前記発電機の軸を支持する軸受にそれぞれ潤滑油を供給するとともに、上記蒸気タービンと上記発電機で共通に備えられた潤滑油タンクと、該潤滑油タンクに蓄えられた潤滑油を、前記各軸受に供給をすると共に、３台以上備えられた電動式主油ポンプとを有し、２台以上の前記電動式主油ポンプを常用ポンプとし、他の１台の前記電動式主油ポンプを非常用のバックアップ用ポンプとするものである。
かかる構成により、潤滑系に用いる電動機容量を小さくできるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記複数の電動式主油ポンプの各々の容量は、１００％よりも小さいものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記蒸気タービンと前記発電機の軸に連結されたガスタービンを備え、前記潤滑油タンクは、前記ガスタービンに対しても共通に備えられ、前記潤滑油タンクの潤滑油は、前記ガスタービンの軸を支持する軸受にも供給されるものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記主油ポンプ下流に設けられ、潤滑油圧力低下を緩和するアキュームレータを備えるようにしたものである。

（５）上記（４）において、好ましくは、前記アキュームレータ下流に設置されるとともに、油圧調整用のオリフィスと、該油圧調整オリフィスと並列に設置された圧力調節弁とを備えるようにしたものである。

本発明によれば、潤滑系に用いる電動機容量を小さくできる。

本発明の一実施形態による発電プラントの構成図である。

以下、図１を用いて、本発明の一実施形態による発電プラントの構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による発電プラントの構成図である。

ガスタービン１，蒸気タービン２及び発電機３は、同一軸にて連結され、一軸のコンバインドサイクル発電プラントを構成している。蒸気タービンに蒸気を供給するためのボイラも備えているが、図示は省略している。

ガスタービン１の軸の両側は、それぞれ、第１軸受４及び第２軸受５により回転可能に支持されている。蒸気タービン２の軸の両側は、それぞれ、第３軸受７及び第４軸受８により回転可能に支持されている。なお、第２軸受５と第３軸受７の間には、スラスト軸受６を配置している。また、発電機３の軸の両側は、それぞれ、第４軸受８及び第５軸受９により回転可能に支持されている。

本実施形態では、主油ポンプとして、７０％容量の遠心式主油ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを３台備えている。３台の７０％容量の遠心式主油ポンプ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの内、２台は常用運転として起動させ、残りの１台はバックアップ運転とする。

常用運転用の主油ポンプ１０の駆動電動機の電源は常用ＡＣとし、バックアップ用の主油ポンプ１０の駆動電動機の電源は非常用ＡＣ電源とする。インターロックにて自動的に常用ポンプ駆動用電動機の電機故障や、所内電源全停時にバックアップ用電動機が自動的に運転を開始する。

潤滑油タンク１３に保持された潤滑油は、常用運転用の主油ポンプ１０により吐出される。常用運転用の主油ポンプ１０から吐出された潤滑油は、主油冷却器１１にて冷却され、潤滑油フィルタ１２により不純物を除去された後、第１軸受４，第２軸受５，スラスト軸受６，第３軸受７，第４軸受８，第５軸受９に供給される。このように、潤滑油タンク１３は、ガスタービン１と、蒸気タービン２と、発電機３とで、共通に備えられている。

また、主油ポンプ１０の下流には、潤滑油圧力低下を緩和するアキュームレータが設けられる。そして、アキュームレータの下流には、油圧調整用のオリフィスが設置される。また、油圧調整オリフィスと並列に、圧力調節弁が設置されている。

以上の説明した構成のように、タービン駆動に必要な最低油圧のために必要な動力を備えた遠心式主油ポンプを３台以上有し、２台以上の遠心式主油ポンプを常用運転とすることにより、消費電力を低くすることができ、必要軸受油量が多いプラント計画にも対応可能となる。

すなわち、タービン駆動に必要な最低油圧のために必要な動力を備えた遠心式主油ポンプ２台以上が常時運転で、１台がバックアップの時に、１台の運転が止まってもタービン駆動に必要な最低油圧が保持されたままでのバックアップ用遠心式主油ポンプ起動となるので、必要以上の油圧を遠心式主油ポンプが必要とせず１台あたりの容量を抑えることができる。

また、遠心ポンプの流量と圧力の特性より油圧力変動に対しても安定的なシステムとすることができ系統の単純化が図れる一方で、低電圧電動機で大容量ポンプのシステムの計画が可能となる。

また、タービン駆動に必要な最低油圧のために必要な動力を備えた遠心式主油ポンプを３台以上設置することによって必要軸受油量が多いプラントにも台数を増やすことで対応が可能となる。

なお、以上の説明では、潤滑油タンク１３は、ガスタービン１と、蒸気タービン２と、発電機３とで、共通に備えられているが、蒸気タービン２と、発電機３とで、共通に備えられていてもよいものである。

また、以上の説明は、ガスタービン１と、蒸気タービン２と、発電機３とからなるコンバイドサイクル発電設備に適用したものであるが、蒸気タービン２と、発電機３とからなるコンベンショナル発電設備に適用することもできる。

１…ガスタービン
２…蒸気タービン
３…発電機
４…第１軸受
５…第２軸受
６…スラスト軸受
７…第３軸受
８…第４軸受
９…第５軸受
１０…遠心式主油オイルポンプ（７０％容量）
１１…主油冷却器
１２…潤滑油フィルタ
１３…潤滑油タンク

Claims

発電機及び蒸気タービンより構成される発電設備と、
前記蒸気タービンと前記発電機の軸を支持する軸受にそれぞれ潤滑油を供給するとともに、上記蒸気タービンと上記発電機で共通に備えられた潤滑油タンクと、
該潤滑油タンクに蓄えられた潤滑油を、前記各軸受に供給をすると共に、３台以上備えられた電動式主油ポンプとを有し、
２台以上の前記電動式主油ポンプを常用ポンプとし、他の１台の前記電動式主油ポンプを非常用のバックアップ用ポンプとすることを特徴とする発電プラント。
請求項１記載の発電プラントにおいて、
前記複数の電動式主油ポンプの各々の容量は、１００％よりも小さいことを特徴とする発電プラント。
請求項１記載の発電プラントにおいて、
前記蒸気タービンと前記発電機の軸に連結されたガスタービンを備え、
前記潤滑油タンクは、前記ガスタービンに対しても共通に備えられ、
前記潤滑油タンクの潤滑油は、前記ガスタービンの軸を支持する軸受にも供給されることを特徴とする発電プラント。
請求項１記載の発電プラントにおいて、
前記主油ポンプ下流に設けられ、潤滑油圧力低下を緩和するアキュームレータを備えることを特徴とする発電プラント。
請求項４記載の発電プラントにおいて、
前記アキュームレータ下流に設置されるとともに、油圧調整用のオリフィスと、
該油圧調整オリフィスと並列に設置された圧力調節弁とを備える特徴とする発電プラント。