JP2013224611A - 低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法 - Google Patents

低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法 Download PDF

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【課題】蒸気タービン及び発電機が筐体内に設置されているとき、復水器の設置又は撤去を迅速かつ容易に行うことが可能な低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法を提供することを目的とする。
【解決手段】低圧蒸気タービン発電装置1は、下面4Aと上面4Bとを有する筐体4と、下面4Aに設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する蒸気タービン5と、下面4Aに設置され、蒸気タービン5の回転出力によって発電する発電機6とを備え、上面4Bは、蒸気タービン5から供給される蒸気を凝縮する復水器16を支持可能な梁材4Hを有し、上面4Bの側面には、蒸気タービン5と復水器16を結ぶ蒸気排出管11を支持するサポータ用のボルト用孔、及び蒸気タービン5から蒸気を外部に排出する蒸気排出管に接続されるサイレンサを支持するサポータ用のボルト用孔41が形成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法に関するものである。
プラント等にて高圧側蒸気タービンを駆動した後に発生する0.2MPa(ゲージ圧。以下同じ。)から0.5MPa程度の低圧蒸気は、蒸気ヘッダを介して復水器で凝縮される場合がある。この場合、低圧蒸気が有するエネルギーは、回収されることなく無駄に消費されることになる。
特許文献1では、可搬式筐体に対して低圧蒸気回収タービン、発電機及び復水器を据え付けることによって、容易に設置ができるとともに、高圧側蒸気タービンから排出される低圧蒸気を有効に回収して発電を行う技術が開示されている。また、特許文献2では、プラントで余剰となった余剰水蒸気又は廃熱エネルギーの熱回収で得られた水蒸気によって低圧タービンを駆動して発電機に発電させることで、プラントの余剰エネルギーを有効利用する技術が開示されている。
特開2008−280974号公報 特開2001−349205号公報
従来、蒸気を発電機の動力源としたパッケージ型発電装置では、標準仕様が復水器あり、又は復水器なしのどちらか一方の設定であった。このため、所定位置への設備設置後の復水器の追加による背圧タービン型から復水タービン型への転換、又は、設置済み復水器の撤去による復水タービン型から背圧タービン型への転換は、都度設計となることから、コスト及び納期の面から実行が困難であった。
例えば、背圧タービン型として運用していた蒸気タービン発電装置に対して、復水器を新たに追加する場合、例えば、特許文献1及び2などでは、復水器を低圧蒸気タービン及び発電機の下に設置したり、新たに復水器用の架台を設置したりしなければならなかった。
また、復水タービン型として運用していた蒸気タービン発電装置を背圧タービン型に転換する場合、例えば、特許文献1及び2などでは、復水器が設置されていた場所は、空いた空間となり無駄が生じてしまう。そのため、復水器の撤去後にタービンや発電機の配置転換を行うとしても、設計や配置作業にかかる手間や時間を考慮すると現実的ではない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、蒸気タービン及び発電機が筐体内に設置されているとき、復水器の設置又は撤去を迅速かつ容易に行うことが可能な低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の低圧蒸気タービン発電装置及び低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている。
この発明によれば、筐体の下面に低圧蒸気タービンと発電機が設置されていることから、筐体を据付場所へ運搬し据え付けることによって、低圧蒸気を利用できる低圧蒸気タービン発電装置の設置が可能になる。低圧蒸気タービン発電装置は、復水器を設置する復水タービン型と復水器を設置しない背圧タービン型に分けられるところ、筐体の上面に復水器を支持できる梁材が設けられていることから、筐体は、復水タービン型に対応できる。また、復水タービン型では、低圧蒸気タービンと復水器を結ぶ第1配管が設けられ、背圧タービン型では、低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサが設けられるところ、復水タービン型の第1配管と背圧タービン型の第2配管とでは、低圧蒸気タービンに接続される配管経路が異なる場合がある。この場合でも、それぞれの配管を支持する支持部材を設置するための支持部材用の第1孔と第2孔が上面の側面にそれぞれ形成されていることから、筐体は、復水タービン型と背圧タービン型のいずれにも対応できる。
また、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、前記上面上に前記復水器を設置するステップと、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を設置するステップと、前記第1孔に前記支持部材を設置するステップと、前記第1孔に設置された前記支持部材に前記第1配管を支持させるステップとを含む。
この発明によれば、上面上に復水器が設置され、低圧蒸気タービンと復水器を結ぶ第1配管が設けられる。そして、支持部材が第1孔を用いて筐体に接続されて、第1配管が支持部材を介して筐体に支持される。これにより、復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置が設置される。
また、本発明に係る低圧蒸気タービン発電装置の設置方法は、下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管と前記第2配管に接続されるサイレンサを設置するステップと、前記第2孔に前記支持部材を設置するステップと、前記第2孔に設置された前記支持部材に前記サイレンサを支持させるステップとを含む。
この発明によれば、低圧蒸気タービンと外部を結ぶ第2配管とサイレンサが設けられる。そして、支持部材が第2孔を用いて筐体に接続されて、サイレンサが支持部材を介して筐体に支持される。これにより、背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置が設置される。
本発明によれば、蒸気タービン及び発電機が筐体内に設置されているとき、復水器の設置又は撤去を迅速かつ容易に行うことができ、例えば背圧タービン型から復水タービン型への転換、又は復水タービン型から背圧タービン型への転換といった形式の変更を容易に行うことも可能である。
本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置を示す斜視図である。
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態に係る低圧蒸気タービン発電装置1,2の構成について説明する。
低圧蒸気タービン発電装置1,2は、例えば低圧蒸気ヘッダ(図示せず。)から0.2MPaから0.5MPa程度かつ120℃から150℃程度の低圧飽和蒸気が供給されて発電を行う。低圧蒸気ヘッダには、高圧側蒸気タービンから蒸気が供給される。
低圧蒸気タービン発電装置1,2は、パッケージ型発電装置であって、筐体4及び筐体4内部の機器類からなるユニット部3を備える。筐体4内部には、蒸気タービン5、発電機6、機側盤7及びドレンタンク8などの各機器が設置される。ユニット部3は、復水タービン型の低圧蒸気タービン発電装置1(以下「復水タービン発電装置1」ともいう。)と、背圧タービン型の低圧蒸気タービン発電装置2(以下「背圧タービン発電装置2」ともいう。)の両者に対応可能である。
上記のユニット部3は、供給される低圧蒸気の流量に対応して設計及び製造されて、複数の種類のユニット部3が標準設備として用意されてもよい。ユニット部3の各種類は、出力が例えば200kW、500kW、1000kWというように分けられる。
筐体4は、例えば外寸長さ×外寸幅×内寸高さが、5,700mm×2,200mm×3,000mmである。筐体4の下面4Aにおける4箇所の隅付近には、リフティングラグ9が設置される。リフティングラグ9を用いることによって、ワイヤを介してクレーンによって、ユニット部3を容易に昇降したり設置したりすることができる。また、筐体4がISO規格に則ったドライコンテナに近いサイズを有することで、トレーラによってユニット部3を容易に搬送できる。
なお、筐体4は、例えばISO規格に則ったドライコンテナと同等のサイズ(例えば20ftタイプ)を有してもよい。これにより、トレーラやクレーンといった運搬装置によって容易に搬送及び設置することができる。
筐体4は、下面4A、上面4B、柱材4C及び側面4D,4E,4F,4Gなどを有する。筐体4の側面4D,4E,4F,4Gの所定箇所には、ドア(図示せず。)が設けられ、ドアを介して作業員が筐体4の内部に出入りすることができる。筐体4の内部には、蒸気タービン5、発電機6、機側盤7及びドレンタンク8などが下面4A上に設置される。蒸気タービン5及び発電機6は、それぞれの回転軸が筐体4の長手方向に対して平行になるように設置される。復水タービン発電装置1の場合、上面4B上に、復水器16やエジェクタ17が設置される。
筐体4は、復水タービン発電装置1に使用される場合と、背圧タービン発電装置2に使用される場合の両方に耐えられる構造強度を有する。特に、筐体4の上面4Bは、ユニット部3が復水タービン発電装置1に使用できるように、上面4Bの下面には、梁材4Hが設けられる。梁材4Hは、上面4Bの構造を補強する。これにより、上面4Bは、復水器16及びエジェクタ17など上面4B上に設置される機器類を支持できる。梁材4Hは、例えば復水器16の脚部の下面に沿って設置される。
ユニット部3が初めに背圧タービン発電装置2として使用されると分かっている場合でも、梁材4Hが予めユニット部3に設けられることによって、背圧タービン発電装置2から復水タービン発電装置1に転換する場合に、補強工事が不要になり、低圧蒸気タービン発電装置の転換が容易になる。
また、筐体4の上面4Bの側面には、サポータ32,36を取り付けるためのボルト用孔40,41が形成されている。ボルト用孔40は、復水タービン発電装置1にて設置される蒸気排出管11の経路を考慮して形成され、ボルト用孔41は、背圧タービン発電装置2にて設置される蒸気排出管35の配管経路及びサイレンサ34の位置を考慮して形成される。さらに、筐体4の上面4Bの側面には、エジェクタ操作用床30を取り付けるためのボルト用孔(図示せず。)が形成されている。またさらに、エジェクタ操作用床30の側面には、はしご31を取り付けるためのボルト用孔(図示せず。)が形成されている。ボルト用孔40,41や、エジェクタ操作用床30用又ははしご31用のボルト用孔は、組立工場にて予め形成されることによって、据付け場所での設置作業を低減できる。また、ボルト用孔40,41の両者が予め形成されていることによって、低圧蒸気タービン発電装置の転換が容易になる。
次に、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2に共通して設置される蒸気タービン5、発電機6等の機器類と、これらの機器類に接続される配管系統について説明する。なお、ユニット部3が所定場所に据え付けられる前に組立工場にて設置可能なユニット部3内部の配管は、組立工場で予め設置される。
蒸気タービン5は、低圧蒸気ヘッダから低圧蒸気が供給される。そして、蒸気タービン5は、低圧蒸気によって回転駆動する。
蒸気タービン5の入口部には、低圧蒸気導入管10が接続される。低圧蒸気導入管10は、低圧蒸気ヘッダから供給される低圧蒸気が流れる。低圧蒸気導入管10は、筐体4の内部にて筐体4の長手方向に対して直交する方向に配置される。
低圧蒸気導入管10には制御弁12が設けられ、制御弁12の下流側には調速装置であるガバナ13が設けられる。低圧蒸気導入管10の端部にはフランジ10aが設けられる。フランジ10aは、筐体4の側面4D上に設けられ、低圧蒸気ヘッダと接続された外部の低圧蒸気導入管(図示せず。)と接続される。これにより、側面4Dを外すことなく、配管同士を接続できる。
蒸気タービン5の出口部には、蒸気排出管11が接続される。蒸気排出管11は、蒸気タービン5を通過した蒸気が流れる。蒸気タービン5の出口部にはフランジ5aが設けられる。フランジ5aには、ユニット部3の据付け後に、蒸気排出管11が接続される。蒸気排出管11は、復水タービン発電装置1の場合に設けられ、背圧タービン発電装置2の蒸気排出管35の場合とは配管経路が異なる。蒸気排出管11を通過した蒸気は、復水器16に供給される。
蒸気タービン5と発電機6の間には、蒸気タービン5の出力軸の回転速度を減じる減速ギヤ14が設けられる。蒸気タービン5の出力軸は、例えば継手を介さずに減速ギヤ14に直結されており、蒸気タービン5はギヤ一体型である。
発電機6は、減速ギヤ14を介して蒸気タービン5と接続され、蒸気タービン5の回転力によって発電する。
筐体4の内部にて、蒸気タービン5と発電機6の間には隔壁15が設けられる。隔壁15によって、蒸気タービン5が発生する熱による発電機6への影響を低減できる。
機側盤7は、例えば下面4A上であって発電機6側に設けられる。機側盤7には、蒸気タービン5、発電機6、復水ポンプ18等を運転、制御するための各種機器(電力盤、制御盤など)が収納される。
ドレンタンク8は、ガバナ13の入口部分や蒸気タービン5の出口部分に溜まるドレン水を一時的に貯留し、外部に排出する。ドレンタンク8の一の入口部には、ドレン導入管38が接続され、他の入口部には、ドレン導入管39が接続される。ドレン導入管38の他側は、ガバナ13の入口部分付近と接続される。ドレン導入管39の他側は、蒸気タービン5の出口部分と接続される。
ドレンタンク8の出口部には、ユニット部3の据付け後に、ドレン排出管(図示せず。)が接続される。ドレン排出管は、プラント等に設けられた既設のドレン配管系統に接続される。
次に、復水タービン発電装置1に設置される特有の機器類、配管系統及び設備部材と、背圧タービン発電装置2に設置される特有の機器類及び配管系統についてそれぞれ説明する。
まず、復水タービン発電装置1について説明する。復水タービン発電装置1は、復水器16とエジェクタ17と復水ポンプ18を備える。復水器16やエジェクタ17は、上面4B上に設置され、復水ポンプ18は、下面4A上に設置される。
復水器16は、冷却水と熱交換して、蒸気タービン5からの排出蒸気を凝縮液化する。蒸気タービン5と復水器16が接続された復水タービンは、蒸気タービン5から排出された蒸気を復水器16で凝縮するまで冷却して使用するもので、タービン排気圧力を大気圧よりも低くできる。
復水器16の蒸気入口部には、蒸気排出管11が接続され、蒸気タービン5から復水器16の内部に蒸気が供給される。
復水器16の冷却水入口部には、冷却水導入管19が接続され、復水器16の冷却水出口部には、冷却水排出管20が接続される。また、冷却水導入管19には制御弁21が設けられ、冷却水排出管20には制御弁22が設けられる。冷却水導入管19は、例えばフランジ19aを介して外部の冷却水導入管(図示せず。)と接続されて、冷却水がプラント等の既設の冷却水管系統から復水器16に供給される。冷却水排出管20は、例えばフランジ20aを介して外部の冷却水排出管(図示せず。)と接続されて、復水器16から排出された冷却水がプラント等の既設の排出管系統に排出される。
エジェクタ17は、復水器16の溜まる空気を抽出して、復水器16内部を真空にする。エジェクタ17と復水器16とは、空気排出管23によって結ばれる。復水器16の上部に溜まった空気は、空気排出管23を介してエジェクタ17に排出される。
空気排出管23には、起動用蒸気導入管24が接続される。起動用蒸気導入管24の他側は、低圧蒸気導入管10と接続される。起動用蒸気導入管24には、開閉弁25が設けられ、エジェクタの起動時に開閉弁25が開状態にされることによって、蒸気が、起動用蒸気導入管24及び空気排出管23を介して、エジェクタ17に導入される。これにより、エジェクタ17が起動する。
また、エジェクタ17の冷却水入口部には、冷却水導入管26が接続され、エジェクタ17の冷却水出口部には、冷却水排出管27が接続される。冷却水導入管26は、上述の冷却水導入管19から分岐され、冷却水排出管27は、上述の冷却水排出管20と合流する。
復水ポンプ18は、復水器16内部に貯留された復水を復水器16から排出し、外部の給水系統へ供給する。復水器16の底部と復水ポンプ18の入口部の間に、復水排出管28が設けられる。復水排出管28の上流端は、復水器16の底部に接続されており、復水排出管28の高さ位置を復水器16の下方に位置させている。これにより、復水ポンプ18は、復水器16に貯留した飽和水(復水)の静ヘッドを利用できる。
復水ポンプ18の出口部には、復水供給管29が設けられる。復水供給管29は、例えばフランジ29aを介して外部の給水管(図示せず。)と接続されて、復水器16から供給される復水がプラント等の既設の給水管系統に供給される。
復水タービン発電装置1において、筐体4の上面4Bには、エジェクタ操作用床30、はしご31及びサポータ32が更に設けられる。
エジェクタ操作用床30は、上面4Bとほぼ同一面に、例えば筐体4の長手方向に対して平行に上面4Bに沿って設けられる。これにより、上面4Bのレベルで作業可能な領域が増えるため、作業員によるエジェクタ17の操作、例えば開閉弁25の開閉動作などが容易になる。
はしご31は、筐体4の外部にて、例えばエジェクタ操作用床30に立て掛けられ固定される。はしご31によって、作業員は、エジェクタ操作用床30や上面4B上にアクセスすることができる。
サポータ32は、上面4Bの側面に設置される。側面には、サポータ32を固定するためのボルト用孔40(図4参照)が形成され、ボルトが締結されることによって、サポータ32は、筐体4に対して固定される。サポータ32は、蒸気タービン5と復水器16とを結ぶ蒸気排出管11を支持する。蒸気排出管11の外周にはトラニオン33が溶接によって設けられ、トラニオン33がサポータ32上に載置されることによって、蒸気排出管11がサポータ32によって支持される。
次に、背圧タービン発電装置2について説明する。背圧タービン発電装置2は、蒸気タービン5の下流側にサイレンサ34が設置される。背圧タービンは、蒸気を大気圧以上の圧力で排出するタービンである。
背圧タービン発電装置2は、復水タービン発電装置1と異なり、復水器16が設置されない。背圧タービン発電装置2では、蒸気タービン5から排出される蒸気は、大気に放出される。蒸気タービン5から排出される蒸気は、プラントなどにおける作業用蒸気又は熱源として使用されてもよい。
蒸気タービン5の出口部には、蒸気排出管35が接続される。蒸気排出管35は、蒸気タービン5を通過した蒸気が流れる。蒸気タービン5の出口部にはフランジ5aが設けられる。フランジ5aには、ユニット部3の据付け後に、蒸気排出管35が接続される。背圧タービン発電装置2の場合の蒸気排出管35は、復水タービン発電装置1の蒸気排出管11とで配管経路が異なる。
蒸気排出管35は、筐体4の外部にてサイレンサ34に接続される。サイレンサ34は、蒸気タービン5から発生する音を減衰させる。サイレンサ34は、筐体4の外部に設けられたサポータ36によって支持される。
サポータ36は、上面4Bの側面に設置される。側面には、上述の復水タービン発電装置用のボルト用孔40と異なる位置に、サポータ36を固定するためのボルト用孔41(図1参照)が形成され、ボルトが締結されることによって、サポータ36は、筐体4に対して固定される。サポータ36は、サイレンサ34を支持する。サイレンサ34の外周にはトラニオン37が溶接によって設けられ、トラニオン37がサポータ36上に載置されることによって、サイレンサ34がサポータ36によって支持される。
次に、低圧蒸気タービン発電装置1,2、すなわち復水タービン発電装置1及び背圧タービン発電装置2の設置方法について説明する。
まず、組立工場にて、所定のサイズ(例えば外寸長さ×外寸幅×内寸高さが、5,700mm×2,200mm×3,000mm)で筐体4が形成される。筐体4として、ISO規格に則ったドライコンテナが使用されてもよい。そして、筐体4の内部であって、下面4A上に蒸気タービン5、発電機6、機側盤7、ドレンタンク8及び隔壁15などが設置される。このとき、筐体4内部の範囲において、蒸気タービン5及びドレンタンク8の入口や出口に配管が接続されたり、機側盤7と蒸気タービン5又は発電機6との間の配線が行われたりする。このように各機器や配管及び配線が設けられて、ユニット部3が構成される。これにより、据付け場所における設置作業の手間や時間を低減できる。ユニット部3が所定場所に据え付けられる前に組立工場にて設置可能なユニット部3内部の配管は、例えば低圧蒸気導入管10、ドレン導入管38,39がある。
また、筐体4の上面4Bには、梁部材4Hが予め設置される。これにより、復水タービン発電装置1を設置する場合や背圧タービン発電装置2を復水タービン発電装置1に転換する場合、上面4Bが、復水器16及びエジェクタ17など上面4B上に設置される機器類を支持できる。さらに、復水タービン発電装置1のサポータ32及び背圧タービン発電装置2のサポータ36のいずれにも対応可能なように、上面4Bの側面にボルト用孔40,41がそれぞれ予め設けられる。ボルト用孔40,41の数は取り付けられるサポータ32,36に応じて決定される。なお、サポータ32,36についても、支持する蒸気排出管11又はサイレンサ34に応じて、組立工場で予め形成される。また、上面4Bの側面には、エジェクタ操作用床30用のボルト穴が予め設けられ、エジェクタ操作用床30の側面には、はしご31用のボルト穴が予め設けられる。
そして、組み立てられたユニット部3が、組立工場から据付け場所を有するプラント等までトレーラによって搬送される。ユニット部3は、ISO規格に則ったドライコンテナに近いサイズであることから、トレーラに対して容易に積み付けることができる。また、ユニット部3には、リフティングラグ9が設けられていることから、トレーラに対して積み付ける際に、ワイヤを介してクレーンによって昇降される。
トレーラによってプラント等まで、搬送されたユニット部3は、所定のクレーンによってトレーラから荷揚げされる。その後、ユニット部3は、所定の据付け場所まで搬送され、ユニット部3が据付け場所に据え付けられる。
据付け場所では、ユニット部3の低圧蒸気導入管10が、低圧蒸気ヘッダから導かれる低圧蒸気導入管と接続される。また、ドレン排出管が、ドレンタンク8とプラントに設置された排水管との間に接続される。
そして、復水タービン発電装置1を組み立てる場合、据付け場所では、筐体4に対して、エジェクタ操作用床30及びサポータ32が設置される。このとき、サポータ32は筐体4の上面4Bの側面に予め形成されたボルト用孔40に固定される。その後、エジェクタ操作用床30に対して、はしご31が立て掛けられる。
その後、上面4B上には、復水器16及びエジェクタ17が設置される。また、冷却水導入管19,26が、それぞれ復水器16及びエジェクタ17に接続され、冷却水導入管19,26が、プラント等に設置された冷却水配管と接続される。さらに、冷却水排出管20,27が、それぞれ復水器16及びエジェクタ17に接続され、プラント等に設置された排水管と接続される。またさらに、復水器16とエジェクタ17の間に空気排出管23が接続され、空気排出管23と低圧蒸気導入管10との間に起動用蒸気導入管24が設置される。また、復水排出管28が、復水器16と復水ポンプ18の間に設けられ、復水供給管29が、復水ポンプ18とプラントに設置された給水管との間に接続される。
そして、蒸気タービン5と復水器16の間には、蒸気排出管11が設置される。このとき、蒸気排出管11に設けられたトラニオン33をサポータ32上に載置して、蒸気排出配管11をサポータ32に支持させる。
一方、背圧タービン発電装置2の場合、据付け場所では、筐体4に対して、サポータ36が設置される。このとき、サポータ36は筐体4の上面4Bの側面に予め形成されたボルト用孔41に固定される。
そして、蒸気排出管35が蒸気タービン5の出口部に設置される。また、サイレンサ34に設けられたトラニオン37をサポータ36上に載置して、サイレンサ34をサポータ36に支持させる。その後、サイレンサ34が、蒸気排出管35と接続される。
最後に、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2の両者の場合において、機側盤7の電力出力端子と、外部の高圧配電盤の電力入力端子とが接続される。また、機側盤7のシンクロ装置の外部入力端子と母線の位相信号を出力する出力端子とが接続される。
以上により、復水タービン発電装置1又は背圧タービン発電装置2が設置される。本実施形態では、共通化されたユニット部3が使用されることから、据え付け場所の要望に応じて、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2を個別に設計、製造する必要がない。
また、筐体4内部の機器類の配置の共通化、筐体4の設計の共通化が図られていることによって、ユニット部3の所定位置据付け後の蒸気タービン発電装置の変更が容易である。例えば、復水器16が筐体4の内部ではなく、筐体4の上面4Bに設置されることから、蒸気タービン発電装置の形式変更に伴う復水器16の撤去又は追加が容易になる。その結果、背圧タービン発電装置2から復水タービン発電装置1への転換、又は復水タービン発電装置1から背圧タービン発電装置2への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。
さらに、上面4Bの下面には、梁材4Hが予め設けられていることから、背圧タービン発電装置2を復水タービン発電装置1に転換する場合でも、再度設計や追加施工することなく、上面4Bが、復水器16及びエジェクタ17など上面4B上に設置される機器類を支持できる。
また、上面4Bの側面には、ボルト用孔40,41がそれぞれ設けられることから、復水タービン発電装置1のサポータ32及び背圧タービン発電装置2のサポータ36のいずれにも対応可能である。その結果、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2それぞれの設置を迅速に行うことができるだけでなく、背圧タービン発電装置2から復水タービン発電装置1への転換、又は復水タービン発電装置1から背圧タービン発電装置2への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。
次に、低圧蒸気タービン発電装置1,2、すなわち復水タービン発電装置1及び背圧タービン発電装置2の動作について説明する。
まず、高圧側蒸気タービンにおいて仕事を終えた0.2MPaから0.5MPa程度の低圧蒸気が低圧蒸気ヘッダへと排出され、この低圧蒸気ヘッダから低圧蒸気が蒸気タービン5へと供給される。低圧蒸気は、低圧蒸気導入管10から導入され、制御弁12にて蒸気流量が調整された後、ガバナ13へと導かれる。ガバナ13では、蒸気タービン5の回転数が所望回転数に調速されるように蒸気流量が調整される。
ガバナ13を通過した低圧蒸気は、蒸気タービン5内へと流れ込み、蒸気タービン5のタービン動翼に対して仕事を行う。低圧蒸気によって与えられた仕事は、タービン動翼を介してロータ及び回転軸へと伝達され、機械的動力としての回転出力として取り出される。回転軸からの回転出力は、回転軸に直結された減速ギヤ14へと伝達されて所望の回転数まで減じられる。減速ギヤ14からの回転出力は、最終段ギヤ軸からカップリングを介して発電機6の入力軸へと伝達される。発電機6は、入力軸から入力される機械的回転力を電気エネルギーに変換し、発電する。
復水タービン発電装置1の場合、タービン動翼に対して仕事を終えた蒸気は、蒸気排出管11から排出される。蒸気排出管11に導かれた排出蒸気は、復水器16内へと導かれる。復水器16内の空間は、エジェクタ17によって真空引きされており、これにより、排出蒸気が復水器16内へと導かれる。
そして、復水器16内に導かれた排出蒸気は、冷却水導入管19から導かれた冷却水によって冷却され、凝縮液化して飽和水となり、復水器16の下方に貯留される。冷却水導入管19から供給されて排出蒸気から凝縮潜熱を奪った冷却水は、冷却水排出管20を通って外部へと排出される。
復水器16の下方に貯留した飽和水(復水)は、復水ポンプ18によって、復水排出管28及び復水供給管29を通り、外部の給水系統へと排出される。なお、復水排出管28が復水器16の底部に設けられて、復水ポンプ18が復水器16の下方に位置しているので、復水器16に貯留した飽和水の静ヘッドを利用でき、復水ポンプ18によって飽和水が円滑に搬送される。
背圧タービン発電装置2の場合、タービン動翼に対して仕事を終えた蒸気は、蒸気排出管35へと導かれる。そして、蒸気排出管35へと流れ込んだ排出蒸気は、サイレンサ34を通過して外部へ排出される。蒸気タービン5から排出される蒸気は、外部へ排出されるまでの区間において、プラントなどにおける作業用蒸気又は熱源として使用されてもよい。
そして、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2の両者の場合において、発電機6にて発電された電力は、自動電圧調整器によって所望電圧に調整される。また、発電電力は、機側盤7に設けられたシンクロ装置によって発電電力と母線との位相が調整された後に、外部の高圧配電盤に設けた母線へと供給される。
次に、本実施形態に係る低圧蒸気タービン発電装置1,2の作用効果について説明する。
高圧側蒸気タービンから排出された低圧蒸気が、蒸気タービン5によって回収されて発電機6によって発電が行われることにより、従来では利用されずに廃棄されていた低圧蒸気のエネルギーが有効に利用される。
また、復水タービン発電装置1の場合、蒸気タービン5からの排気蒸気を凝縮液化する復水器16が備わっているので、復水器16によって液化された飽和水が設置工場内の給水系統へと返送される。
さらに、トレーラやクレーン等の運搬装置によって運搬可能とされた筐体4に対して、蒸気タービン3及び発電機6が設置されているので、可搬式とされた筐体4をプラント内に据え付けるだけで現場への導入工程がほぼ終了し、作業を短縮化することができる。
またさらに、蒸気タービン3及び発電機6を筐体4に据え付けることによってユニット化されるので、予め異なる出力の低圧蒸気回収タービン発電装置1を標準設備として用意しておけば、設計時間および納期の短縮を図ることができる。
本実施形態では、ユニット部3における機器類を、復水器16、復水ポンプ18及びサイレンサ34と、これらに接続される配管類を除き、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2とで同じ設計、配置とした。また、筐体4も、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2とで同一設計とした。このように、筐体4内部の機器類の配置の共通化、筐体4の設計の共通化を図ることによって、ユニット部3の所定位置据付け後の蒸気タービン発電装置の変更が容易になる。
復水タービン発電装置1の場合に設置される蒸気タービン5と復水器16を結ぶ蒸気排出管11、背圧タービン発電装置2の場合に設けられるサイレンサ34は、ユニット部3が所定位置に据え付けられた後に、筐体4の外部に設置される。これらの蒸気排出管11又はサイレンサ34が筐体4の外部に設置されることで、接続先(復水器又はサイレンサ)変更時の配管工事を最小化し、蒸気タービン発電装置の変更が容易になる。
復水タービン発電装置1の場合、復水器16が筐体4の内部ではなく、筐体4の上面4B上に設置される。これにより、蒸気タービン発電装置の形式変更に伴う復水器の撤去又は追加が容易になる。その結果、背圧タービン発電装置2から復水タービン発電装置1への転換、又は復水タービン発電装置1から背圧タービン発電装置2への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。
さらに、上面4Bの下面には、梁材4Hが予め設けられていることから、背圧タービン発電装置2を復水タービン発電装置1に転換する場合でも、再度設計や追加施工することなく、上面4Bが、復水器16及びエジェクタ17など上面4B上に設置される機器類を支持できる。
また、上面4Bの側面には、ボルト用孔40,41がそれぞれ設けられることから、復水タービン発電装置1のサポータ32及び背圧タービン発電装置2のサポータ36のいずれにも対応可能である。その結果、復水タービン発電装置1と背圧タービン発電装置2それぞれの設置を迅速に行うことができるだけでなく、背圧タービン発電装置2から復水タービン発電装置1への転換、又は復水タービン発電装置1から背圧タービン発電装置2への転換といった形式の変更を容易に行うことができる。
1 低圧蒸気タービン発電装置、復水タービン発電装置
2 低圧蒸気タービン発電装置、背圧タービン発電装置
3 ユニット部
4 筐体
4A 下面
4B 上面
4C 柱材
4D,4E,4F,4G 側面
4H 梁材
5 蒸気タービン(低圧蒸気タービン)
6 発電機
7 機側盤
8 ドレンタンク
9 リフティングラグ
10 低圧蒸気導入管
11 蒸気排出管(第1配管)
12,21,22 制御弁
13 ガバナ
14 減速ギヤ
15 隔壁
16 復水器
17 エジェクタ
18 復水ポンプ
19,26 冷却水導入管
20,27 冷却水排出管
23 空気排出管
24 起動用蒸気導入管
25 開閉弁
28 復水排出管
29 復水供給管
30 エジェクタ操作用床
31 はしご
32,36 サポータ(支持部材)
33,37 トラニオン
34 サイレンサ
35 蒸気排出管(第2配管)
38,39 ドレン導入管
40 ボルト用孔(第1孔)
41 ボルト用孔(第2孔)

Claims (3)

  1. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、
    前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、
    前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、
    前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、
    前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置。
  2. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、
    前記上面上に前記復水器を設置するステップと、
    前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を設置するステップと、
    前記第1孔に前記支持部材を設置するステップと、
    前記第1孔に設置された前記支持部材に前記第1配管を支持させるステップと、
    を含む低圧蒸気タービン発電装置の設置方法。
  3. 下面と前記下面の上方に設置される上面とを有する筐体と、前記下面に設置され、高圧側蒸気タービンから供給される低圧蒸気によって回転駆動する低圧蒸気タービンと、前記下面に設置され、前記低圧蒸気タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、前記上面は、前記低圧蒸気タービンから供給される蒸気を凝縮する復水器を支持可能な梁材を有し、前記上面の側面には、前記低圧蒸気タービンと前記復水器を結ぶ第1配管を支持する支持部材用の第1孔、及び前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管に接続されるサイレンサを支持する支持部材用の第2孔が形成されている低圧蒸気タービン発電装置の設置方法であって、
    前記低圧蒸気タービンから蒸気を外部に排出する第2配管と前記第2配管に接続されるサイレンサを設置するステップと、
    前記第2孔に前記支持部材を設置するステップと、
    前記第2孔に設置された前記支持部材に前記サイレンサを支持させるステップと、
    を含む低圧蒸気タービン発電装置の設置方法。
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