JP2015068300A - Power generation plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電プラントに関する。 The present invention relates to a power plant.
タービンを用いた発電プラントでは、タービンロータとこれを支持する軸受との間の潤滑油膜を維持するために、タービンの運転中に軸受に対して一定以上の圧力で継続的に潤滑油を供給する潤滑油供給装置が一般に設けられている。 In a power plant using a turbine, in order to maintain a lubricating oil film between a turbine rotor and a bearing that supports the turbine, lubricating oil is continuously supplied to the bearing at a pressure higher than a certain level during operation of the turbine. A lubricating oil supply device is generally provided.
この種の発電プラントでは、通常時に軸受に給油する主油ポンプに加え、主油ポンプが作動不能に陥った場合に備えて非常用油ポンプを備えたものがある(特許文献1等参照)。
Some power plants of this type include an emergency oil pump in case the main oil pump becomes inoperable in addition to the main oil pump that supplies oil to the bearings during normal operation (see
一般に主油ポンプは発電プラントの発電出力の一部を動力源として駆動する。しかし、タービントリップ等が発生した場合には所要の発電出力を確保することができず、主油ポンプは減速しその後停止してしまう。発電プラントは交流電源(商用電源)を確保することができない辺境地に建設される場合もあるが、交流電源の供給を受けることができるロケーションでは、交流電源で駆動するバックアップ用の主油ポンプを備える発電プラントも存在する。しかし、何らかの要因で交流電源が喪失された状況下では、バックアップ用の主油ポンプの有無に関わらずタービントリップ等に伴って主油ポンプは減速しその後停止してしまう。このような場合には、タービンを安全に停止させるため、バッテリ駆動の非常用油ポンプを起動して、タービンが停止するまでの間、軸受における潤滑油の圧力(以下、軸受油圧という)を一定以上に保つ必要がある。 Generally, the main oil pump is driven by using a part of the power generation output of the power plant as a power source. However, when a turbine trip or the like occurs, a required power generation output cannot be ensured, and the main oil pump decelerates and then stops. A power plant may be constructed in a remote area where AC power (commercial power) cannot be secured, but in locations where AC power can be supplied, a backup main oil pump driven by AC power is installed. There is also a power plant equipped. However, under a situation where the AC power source is lost for some reason, the main oil pump decelerates and then stops with a turbine trip or the like regardless of the presence or absence of the backup main oil pump. In such a case, in order to stop the turbine safely, the pressure of the lubricating oil in the bearing (hereinafter referred to as bearing hydraulic pressure) is constant until the turbine is stopped after the battery-operated emergency oil pump is started. It is necessary to keep above.
しかし、近年はタービンの容量が増加する傾向にあり、それに伴って軸受により多くの潤滑油を供給する必要が生じ得る。そのため、潤滑油供給装置に使用される各油ポンプやこれを駆動する電動機の大型化が予想される。非常用油ポンプは、容量が増加すればそれだけ起動時間が長くなるため、主油ポンプの減速に伴う軸受油圧の低下を抑制しきれず、タービンが停止するまでタービンロータと軸受との間の潤滑油膜を維持することができなくなる可能性がある。 However, in recent years, the capacity of the turbine tends to increase, and accordingly, it may be necessary to supply more lubricating oil to the bearing. Therefore, it is expected that each oil pump used in the lubricating oil supply device and the electric motor that drives the oil pump will be enlarged. Since the emergency oil pump has a longer start-up time if its capacity increases, the decrease in bearing oil pressure due to the deceleration of the main oil pump cannot be suppressed and the lubricating oil film between the turbine rotor and the bearing is stopped until the turbine stops. May not be able to be maintained.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、潤滑油供給装置の非常用油ポンプの起動時間を短縮し、主油ポンプが作動不能に陥った場合にもタービンを円滑に停止させることができる発電プラントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can shorten the start-up time of the emergency oil pump of the lubricating oil supply device and smoothly stop the turbine even when the main oil pump becomes inoperable. An object is to provide a power plant.
上記目的を達成するために、本発明は、タービンを備える発電設備と、タービンの軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置とを備え、潤滑油供給装置は、潤滑油を貯蔵する油タンクと、油タンクに貯蔵された潤滑油を軸受に供給する主油ポンプと、油タンクに貯蔵された潤滑油を軸受に供給する複数の非常用油ポンプと、複数の非常用油ポンプにそれぞれ接続された複数の非常用油ポンプ駆動器と、複数の非常用油ポンプ駆動器の駆動源となる直流電源とを備える。 In order to achieve the above object, the present invention includes a power generation facility including a turbine, and a lubricant supply device that supplies lubricant to a bearing of the turbine, and the lubricant supply device includes an oil tank that stores the lubricant. The main oil pump for supplying the bearing with lubricating oil stored in the oil tank, the plurality of emergency oil pumps for supplying the bearing with lubricating oil stored in the oil tank, and the plurality of emergency oil pumps, respectively. A plurality of emergency oil pump drivers and a direct current power source serving as a drive source for the plurality of emergency oil pump drivers.
本発明によれば、潤滑油供給装置の非常用油ポンプの起動時間を短縮し、主油ポンプが作動不能に陥った場合にもタービンを円滑に停止させることができる。 According to the present invention, the start-up time of the emergency oil pump of the lubricating oil supply device can be shortened, and the turbine can be smoothly stopped even when the main oil pump becomes inoperable.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る発電プラント70について、図1及び図5を参照して説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the power plant 70 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 5.
図1は、本実施形態に係る発電プラント70の構成を示す図である。図1に示すように、発電プラント70は、発電設備50と、発電設備50の軸受に潤滑油を供給するための潤滑油供給装置60と、を備える。以下、本実施形態に係る発電設備50及び潤滑油供給装置60について説明する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power plant 70 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power plant 70 includes a
(発電設備)
本実施形態に係る発電設備50は、蒸気発生部(不図示)、高中圧タービン1、低圧タービン2及び負荷(例えば、発電機)3等で構成される、いわゆるコンベンショナル発電設備である。
(Power generation equipment)
The
蒸気発生部には、例えば、火力発電設備のボイラが適用される。蒸気発生部は、高中圧タービン1を駆動する作動流体としての蒸気を発生させる。蒸気発生部で発生した蒸気は、高中圧タービン1に供給される。
For example, a boiler of a thermal power generation facility is applied to the steam generation unit. The steam generation unit generates steam as a working fluid that drives the high and
高中圧タービン1は、第1軸受4及び第2軸受5に対し回動自在に軸支されている。高中圧タービン1は、低圧タービン2と同軸上に連結される場合もあるし、低圧タービン2とは異なる負荷(不図示)と連結される場合もある。高中圧タービン1は、蒸気発生部から供給された蒸気によって駆動される。蒸気発生部から高中圧タービン1に供給された蒸気は、低圧タービン2に供給される。
The high and
低圧タービン2は、第3軸受7及び第4軸受8に対し回動自在に軸支されている。低圧タービン2は、高中圧タービン1を駆動した後の蒸気によって駆動される。低圧タービン2に供給された蒸気は、例えば覆水器等によって水として回収され、再び蒸気発生部に供給される。
The low-pressure turbine 2 is pivotally supported with respect to the third bearing 7 and the fourth bearing 8. The low-pressure turbine 2 is driven by steam after driving the high-
負荷3は、第4軸受8及び第5軸受9に対し回動自在に軸支されている。負荷3は低圧タービン2に接続されている。低圧タービン2の駆動により生じる動力が負荷3に伝達される。この動力により負荷3が駆動される。
The
高中圧タービン1と低圧タービン2との間、例えば、第2軸受5と第3軸受7との間には、スラスト軸受6が設けられている。スラスト軸受6は、高中圧タービン1や低圧タービン2等のロータに作用する軸方向の力を支持する。
A thrust bearing 6 is provided between the high
(潤滑油供給装置)
潤滑油供給装置60は、高中圧タービン1、低圧タービン2及び負荷3をそれぞれ軸支する軸受4〜9に潤滑油を供給するための装置である。
(Lubricating oil supply device)
The lubricating oil supply device 60 is a device for supplying lubricating oil to the
潤滑油供給装置60は、油タンク10と、主油ポンプシステム11と、補助油ポンプシステム12と、非常用油ポンプシステム13と、制御装置20と、圧力センサ(圧力計)21と、油冷却器22と、潤滑油フィルタ23と、を備える。
The lubricating oil supply device 60 includes an
油タンク10は、軸受4〜9に供給される潤滑油を貯蔵する。油タンク10は、軸受4〜9と外側配管30で接続されている。
The
主油ポンプシステム11は、主油ポンプ14及び主油ポンプ駆動器15を備える。主油ポンプ14は、油タンク10に貯蔵された潤滑油を軸受4〜9に供給するためのポンプである。主油ポンプ14は、油タンク10の内部に設けられている。主油ポンプ駆動器15は油タンク10の外部に設けられていて、その出力軸は主油ポンプ14の駆動軸に接続している。主油ポンプ駆動器15は、発電設備50の出力すなわち負荷3の発電電力の一部を動力源として駆動し、主油ポンプ14を駆動する。
The main oil pump system 11 includes a
補助油ポンプシステム12は、補助油ポンプ16及び補助油ポンプ駆動器17を備える。補助油ポンプ16は、例えば、主油ポンプ14がタービントリップや不具合等によって駆動不能となった場合に、油タンク10に貯蔵された潤滑油を主油ポンプ14に代わって軸受4〜9に供給するためのポンプである。
The auxiliary
補助油ポンプ16は、油タンク10の内部に配設されている。補助油ポンプ駆動器17は油タンク10の外部に設けられていて、その出力軸は補助油ポンプ16の駆動軸に接続している。補助油ポンプ駆動器17は、例えば商用電源などの交流電源(不図示)を動力源として駆動し、補助油ポンプ16を駆動する。
The
非常用油ポンプシステム13は、非常用油ポンプ18及び非常用油ポンプ駆動装置19を備える。非常用油ポンプ18は、例えば、何らかの要因で潤滑油供給装置60の交流電源が喪失された状況下においてタービントリップ等が発生し、主油ポンプ14及び補助油ポンプ16では軸受油圧が保てない場合に、油タンク10に貯蔵された潤滑油を主油ポンプ14及び補助油ポンプ16に代わって軸受4〜9に供給するためのポンプである。
The emergency
潤滑油供給装置60の交流電源が喪失された状況下においてタービントリップ等が発生すると、主油ポンプ14が減速してその後停止し、しかも補助油ポンプ16も駆動不能である。そのため、軸受油圧が徐々に低下する。非常用油ポンプ18は、軸受油圧が所定の油圧を下回ると、タービンが停止するまでの間、油タンク10に貯蔵された潤滑油を軸受4〜9に供給する。非常用油ポンプ18の駆動方法については後述する。
When a turbine trip or the like occurs in a situation where the AC power supply of the lubricating oil supply device 60 is lost, the
非常用油ポンプシステム13には、複数の非常用油ポンプ18が設けられている。複数の非常用油ポンプ18の総容量は、主油ポンプ14の容量以上となるように設定されている。非常用油ポンプ18同士の容量は異なっていても良いが、本実施形態では同じとする。非常用油ポンプ18は、油タンク10の内部に設けられている。非常用油ポンプ駆動器19は油タンク10の外部に設けられていて、その出力軸は非常用油ポンプ18の駆動軸に接続している。非常用油ポンプ駆動器19は、直流電源33(例えば、バッテリ)を動力源として駆動し、対応する非常用油ポンプ18を駆動する。
The emergency
油冷却器22には、主油ポンプ14、補助油ポンプ16及び非常用油ポンプ18の吐出配管32が接続している。この油冷却器22は、主油ポンプ14、補助油ポンプ16又は非常用油ポンプ18から供給される潤滑油を冷却する役割を果たし、油タンク10の外部に設けられている。
A
潤滑油フィルタ23は、配管を介して油冷却器22と接続されている。潤滑油フィルタ23は、油冷却器22に対し、潤滑油の流れ方向の下流側に設けられている。潤滑油フィルタ23は、油冷却器22から送られてくる潤滑油に含まれている不純物を取り除く。また、潤滑油フィルタ23は、軸受4〜9に内側配管31を介して接続している。内側配管31は外側配管30の内側を通り、内側配管31を介して軸受4〜9に潤滑油が送られ、軸受4〜9から排出された潤滑油が外側配管30を通って油タンク10に戻る。
The lubricating
潤滑油フィルタ23に対する潤滑油の流れ方向の下流側における内側配管31には、複数の圧力センサ21が取り付けられている。圧力センサ21は本実施形態では3つ設けられていて、それぞれの圧力センサ21が軸受4〜9に供給される潤滑油の圧力を軸受油圧値として測定する。
A plurality of pressure sensors 21 are attached to the
制御装置20は、少なくとも複数の圧力センサ21や複数の非常用油ポンプ駆動器19とそれぞれ電気的に接続されている。制御装置20は、複数の圧力センサ21の測定結果に基づいて複数の非常用油ポンプ駆動器19を制御する。具体的には、制御装置20は、複数の圧力センサ21で測定される軸受油圧値Psと設定圧力値Paとを比較する。設定圧力値Paは、軸受4〜9とロータとの間に形成された油膜を維持するのに必要な最低圧力に対して非常用油ポンプシステム13の起動時間を考慮して高めに設定された値である。そして、制御装置20は、複数の圧力センサ21で測定される軸受油圧値Psのうち2つ以上の軸受油圧値Psが設定圧力値Paを下回った場合に、複数の非常用油ポンプ駆動器19に駆動指令信号を出力して複数の非常用油ポンプ18を作動させる。なお、この制御装置20には、非常用電源としてバッテリ(不図示)が接続されている。
The
(動作)
本実施形態に係る潤滑油供給装置60の動作について説明する。
(Operation)
Operation | movement of the lubricating oil supply apparatus 60 which concerns on this embodiment is demonstrated.
まず、発電設備50が通常状態で稼働している場合について説明する。
First, a case where the
潤滑油供給装置60の主油ポンプ駆動器15は、発電設備50の出力の一部を動力源として駆動している。主油ポンプ駆動器15が駆動することにより、主油ポンプ14から潤滑油が吐出される。主油ポンプ14から吐出された潤滑油は、油冷却器22及び潤滑油フィルタ23を経て、内側配管31を通って軸受4〜9に供給され、外側配管30を通って油タンク10に戻る。
The main oil pump driver 15 of the lubricating oil supply device 60 is driven by using a part of the output of the
次に、主油ポンプ14が駆動不能な場合について説明する。
Next, a case where the
発電設備50においてタービントリップが発生すると、潤滑油供給装置60の主油ポンプ駆動器15は、発電設備50から所要の発電出力の供給を受けられなくなる。そのため、主油ポンプ駆動器15の駆動力が低下し、主油ポンプ14は減速し始めやがて停止してしまう。そのため、主油ポンプ14による潤滑油の供給はできない。また、主油ポンプ14や主油ポンプ駆動器15に不具合が発生した場合も、主油ポンプ14による潤滑油の供給はできない。
When a turbine trip occurs in the
主油ポンプ14が停止すると、例えば制御装置20又は他の制御装置(不図示)からの指令信号に従って交流電源(商用電源)を動力源として補助油ポンプ駆動器17が駆動する。補助油ポンプ駆動器17が駆動することにより、補助油ポンプ16から潤滑油が吐出される。補助油ポンプ16から吐出された潤滑油は、油冷却器22及び潤滑油フィルタ23を経て、内側配管31を介して軸受4〜9に供給される。
When the
こうして、主油ポンプ14が駆動不能な状況下でも、補助油ポンプ16によって軸受4〜9に潤滑油を供給することができる。
Thus, the lubricating oil can be supplied to the
次に、主油ポンプ14及び補助油ポンプ16が駆動不能な場合について、図5を参照して説明する。図5は、制御装置20による非常用油ポンプシステム13の制御手順を表すフローチャートである。
Next, the case where the
上述のように、発電設備50においてタービントリップが発生したり、主油ポンプ14や主油ポンプ駆動器15に不具合が発生した場合、主油ポンプ14による潤滑油の供給はできない。
As described above, when a turbine trip occurs in the
一方、何らかの要因で発電プラント70への交流電源も喪失されている場合、この交流電源を動力源とする補助油ポンプ駆動器17も駆動不能であり、補助油ポンプ16を駆動させることができない。そのため、補助油ポンプ16による潤滑油の供給もできない。
On the other hand, when the AC power to the power plant 70 is lost for some reason, the auxiliary oil pump driver 17 using the AC power as a power source cannot be driven, and the
制御装置20は、圧力センサ21から軸受油圧値Psの入力を受け付け(S1)、軸受油圧値Psと設定圧力値Paとを比較する(S2)。主油ポンプ14が減速し始めると、軸受4〜9に供給される潤滑油の圧力が次第に減少する。すなわち、主油ポンプ14が減速し始めると、圧力センサ21で測定される軸受油圧値Psが次第に減少する。制御装置20は、軸受油圧値Psが設定圧力値Paを下回っているかどうかを判断する(S3)。そして、制御装置20は、軸受油圧値Psのうち2つ以上が設定圧力値Pa以上であれば手順をS1に戻し、軸受油圧値Psのうち2つ以上が設定圧力値Paを下回ると複数の非常用油ポンプ駆動器19に駆動指令信号を出力する(S4)。
The
複数の非常用油ポンプ駆動器19は、制御装置20からの駆動指令信号を受けると、直流電源33からの動力により駆動する。複数の非常用油ポンプ駆動器19が駆動することにより、対応する非常用油ポンプ18が駆動する。そして、複数の非常用油ポンプ18から潤滑油が吐出され、油冷却器22及び潤滑油フィルタ23を経て軸受4〜9に供給される。
The plurality of emergency oil pump drivers 19 are driven by power from the
こうして、主油ポンプ14及び補助油ポンプ16が駆動不能な状況下でも、複数の非常用油ポンプ18によって軸受4〜9に潤滑油を供給することができる。タービン停止後、制御装置20は必要に応じて複数の非常用油ポンプ18を停止させる。
In this way, even when the
(効果)
(1)タービンの安全性の確保
本実施形態によれば、非常用油ポンプシステム13が複数の非常用油ポンプ18を備え、複数の非常用油ポンプ18の総容量が主油ポンプ14の容量以上となるように設定されている。言い換えれば、各非常用油ポンプ18の容量は、主油ポンプ14又は補助油ポンプ16の容量に比べて小さい。そのため、1台あたりの非常用油ポンプ18の所要トルクは主油ポンプ14等の所要トルクに比べて小さいことから、それだけ始動時間が短く、圧力静定までの時間を短縮することができる。これにより、軸受とロータとの間に形成された油膜を維持するのに最低限必要な軸受油圧値Psを維持することができ、必要最低限の軸受油圧値Psを確保することができる。従って、潤滑油供給装置60の非常用油ポンプ18の起動時間を短縮し、主油ポンプ14が作動不能に陥った場合にもタービンを円滑かつ安全に停止させることができるという効果を奏する。さらに、非常用油ポンプ18の容量は主油ポンプ14又は補助油ポンプ16の容量に比べて小さいので、非常用油ポンプ18の起動に要する消費電力を低減することができるという効果を奏する。
(effect)
(1) Ensuring turbine safety According to the present embodiment, the emergency
(2)省力化
本実施形態によれば、制御装置20は、圧力センサ21で測定された軸受油圧値Psと設定圧力値Paとを比較し、圧力センサ21で測定された軸受油圧値Psが設定圧力値Paを下回ると、非常用油ポンプ駆動器19に駆動指令信号を出力する。そして、非常用油ポンプ駆動器19を介して非常用油ポンプ18が駆動して、軸受4〜9に潤滑油が供給される。そのため、オペレータが軸受油圧値Psを監視しながら、非常用油ポンプ駆動器19を駆動させる必要がなく、オペレータの負担を軽減することができるという効果を奏する。また、複数の圧力センサ21を用いたことにより、圧力センサ21のいずれかに不具合が発生しても、測定された軸受油圧値Psの信頼性の低下を抑制することができる。
(2) Labor Saving According to the present embodiment, the
(3)製造容易性
本実施形態によれば、非常用油ポンプシステム13は、複数の非常用油ポンプ駆動器19と複数の非常用油ポンプ18とで構成され、簡単な構造を有している。そのため、本実施形態の非常用油ポンプシステム13を既存の潤滑油供給装置に対し容易に適用することができる。例えば、既存の非常用油ポンプ及び非常用油ポンプ駆動器に代えて、総容量が既存の非常用油ポンプの容量以上となる複数組の非常用油ポンプ18及び非常用油ポンプ駆動器19を設置することで、既存の潤滑油供給装置に対し容易に適用することができる。
(3) Manufacturability According to the present embodiment, the emergency
<第2実施形態>
図2は、本実施形態に係る発電プラント71の構成を示す図である。なお、図2において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
本実施形態に係る発電プラント71は、潤滑油供給装置61の構成が第1実施形態に係る発電プラント70の潤滑油供給装置60と異なる。具体的には、図2に示すように、潤滑油供給装置61にはアキュムレータ24が備えられている。他の構成は上記第1実施形態と同様である。
The
アキュムレータ24は、例えば、吐出配管32における油タンク10と油冷却器22との間の部分に取り付けられ、その内部にはゴム膜等に封入された流体が充填されている。なお、アキュムレータ24が設置される部分は必ずしも上記の部分に限定されるものではない。
The
発電設備50が通常状態で稼働している場合には、軸受4〜9に供給されている潤滑油の圧力すなわち吐出配管32を流れる潤滑油の圧力はアキュムレータ24の内部に封入された流体の圧力よりも高い。そのため、アキュムレータ24の内部に封入された流体は圧縮され、アキュムレータ24には加圧された潤滑油が蓄積される。
When the
例えば、タービントリップ等によって主油ポンプ14が停止するまでの過程において、吐出配管32を流れる潤滑油の圧力はアキュムレータ24の内部に封入された流体の圧力よりも低くなる。その際、アキュムレータ24の内部に封入された流体が膨張し、アキュムレータ24に蓄積された潤滑油が吐出配管32に放出される。そして、吐出配管32に放出された潤滑油は、油冷却器22及び潤滑油フィルタ23を経て、内側配管31を経て軸受4〜9に供給される。
For example, in the process until the
本実施形態においても、複数の非常用油ポンプ18を備えた非常用油ポンプシステム13を備えたことにより、第1実施形態で得られる各効果が得られる。加えて、本実施形態においては次の効果が得られる。
Also in the present embodiment, by providing the emergency
(4)本実施形態によれば、軸受油圧値Psが低下し、非常用油ポンプシステム13が起動する過程で、通常稼働時にアキュムレータ24に蓄積された潤滑油が軸受4〜9に供給される。そのため、非常用油ポンプ18が駆動するまでの間の軸受油圧の低下をより緩和することができるという効果を奏する。
(4) According to the present embodiment, the lubricating oil accumulated in the
<第3実施形態>
図3は、本実施形態に係る発電プラント72の構成を示す図である。なお、図3において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the power plant 72 according to the present embodiment. In FIG. 3, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.
本実施形態に係る発電プラント72は、潤滑油供給装置62の構成が第1実施形態に係る発電プラント70の潤滑油供給装置60と異なる。具体的には、図3に示すように、潤滑油供給装置62では、主油ポンプ14は発電設備50のタービンの駆動軸に接続している。さらに、潤滑油供給装置62は、オイルタービン25と、ブースタオイルポンプ26と、吸引ポンプ27と、吸引ポンプ駆動器28と、を備えている。
The power plant 72 according to the present embodiment differs from the lubricant oil supply device 60 of the power plant 70 according to the first embodiment in the configuration of the lubricant oil supply device 62. Specifically, as shown in FIG. 3, in the lubricating oil supply device 62, the
主油ポンプ14は、油タンク10の外部に設けられ、発電設備50のタービンの駆動軸に接続している。主油ポンプ14を低圧タービン2の駆動軸に接続することもできるが、本実施形態では、主油ポンプ14を高中圧タービン1の駆動軸に接続した例を示している。すなわち、主油ポンプ14はタービンの回転動力によって駆動する。主油ポンプ14には、後述するブースタオイルポンプ26から潤滑油が供給される。タービンにより主油ポンプ14が駆動すると、ブースタオイルポンプ26から供給された潤滑油が主油ポンプ14から吐出される。主油ポンプ14から吐出された潤滑油は、後述するオイルタービン25に供給される。
The
オイルタービン25は、油タンク10の内部に設けられ、配管を介して主油ポンプ14と接続されている。オイルタービン25は、主油ポンプ14から潤滑油が供給されることにより駆動する。オイルタービン25は配管を介して吐出配管32と接続している。オイルタービン25が駆動することによってブースタオイルポンプ26が駆動し、ブースタオイルポンプ26を駆動した潤滑油が吐出配管32に流入し、油冷却器22、潤滑油フィルタ23を経て軸受4〜9に供給される。
The oil turbine 25 is provided inside the
ブースタオイルポンプ26は、油タンク10の内部に設けられ、オイルタービン25に接続している。ブースタオイルポンプ26は、配管を介して主油ポンプ14に接続している。前述したように、ブースタオイルポンプ26が駆動することにより、ブースタオイルポンプ26から主油ポンプ14に潤滑油が供給される。
The booster oil pump 26 is provided inside the
吸引ポンプ27は、油タンク10の内部に設けられ、配管を介して主油ポンプ14に接続している。例えば、発電設備50のタービン起動時などブースタオイルポンプ26から主油ポンプ14に十分な潤滑油が供給されない場合に、吸引ポンプ27から吐出された潤滑油が主油ポンプ14に供給される。
The suction pump 27 is provided inside the
吸引ポンプ駆動器28の出力軸は吸引ポンプ27の駆動軸に接続している。吸引ポンプ駆動器28は、例えば、商用電源などの交流電源を動力源として駆動し、吸引ポンプ27を駆動する。他の構成は第1実施形態と同様である。 The output shaft of the suction pump driver 28 is connected to the drive shaft of the suction pump 27. The suction pump driver 28 drives the suction pump 27 by using, for example, an AC power source such as a commercial power source as a power source. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
発電設備50が通常状態で稼働している場合には、ブースタオイルポンプ26が発電設備50のタービンに連動して駆動している。そして、ブースタオイルポンプ26により吸い上げられた潤滑油が主油ポンプ14により吐出され、上述のように、オイルタービン25、油冷却器22及び潤滑油フィルタ23を経て内側配管31を通って軸受4〜9に供給される。
When the
本実施形態においても複数の非常用油ポンプ18を備えた非常用油ポンプシステム13を備えたことにより第1実施形態で得られる各効果が得られる。加えて、本実施形態においては次の各効果が得られる。
Also in the present embodiment, the effects obtained in the first embodiment can be obtained by providing the emergency
(5)本実施形態によれば、主油ポンプ14はタービンの駆動軸と接続され、タービンの駆動に連動して駆動する。そのため、発電設備50の出力すなわち負荷3の発電電力の一部を主油ポンプ14の動力源として利用する必要がなく、負荷3の発電効率を向上させることができるという効果を奏する。
(5) According to the present embodiment, the
(6)本実施形態によれば、主油ポンプ14は発電設備50のタービンを動力源として駆動するので、高中圧タービン1や低圧タービン2の慣性が大きいことから、タービントリップ等が生じても第1及び第2実施形態の場合に比べて減速が緩やかである。そのため、このような軸駆動型の主油ポンプを用いた潤滑油供給装置では、通常、アキュムレータは設けられていない。アキュムレータが設けられていない場合、例えば発電設備50の起動時で主油ポンプ14の回転速度が遅いうちに何らかの要因によって発電設備50が停止してしまったとき、軸受油圧が最低限必要な圧力を下回るまでに時間を要さない状況が起こり得る。このような状況に対しても、本実施形態によれば、小型の非常用油ポンプ18を複数台設置して迅速に軸受油圧の低下を抑制することができるので柔軟に対応することができるという効果を奏する。
(6) According to the present embodiment, since the
<第4実施形態>
図4は、本実施形態に係る発電プラント73の構成を示す図である。なお、図4において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the power plant 73 according to the present embodiment. In FIG. 4, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted as appropriate.
本実施形態に係る発電プラント73は、発電設備51の構成が第1実施形態に係る発電プラント70の発電設備50と異なる。具体的には、図4に示すように、発電設備51は、蒸気発生部(不図示)、高中圧タービン1、低圧タービン(不図示)、ガスタービン29及び負荷(例えば、発電機)3等で構成される、いわゆるコンバインド発電設備である。
The power plant 73 according to the present embodiment is different from the
ガスタービン29は、圧縮機、燃焼器及びタービン等を備え、第3軸受7及び第4軸受8によってロータが回動自在に軸支されている。ガスタービン29では、圧縮機で圧縮された空気と燃料とが燃焼器内で燃焼してガスが発生し、このガスを作動流体としてタービンが駆動する。ガスタービン29から排出されたガスは、蒸気発生部に供給される。ガスタービン29は負荷3に接続している。
The gas turbine 29 includes a compressor, a combustor, a turbine, and the like, and a rotor is rotatably supported by the third bearing 7 and the
高中圧タービン1は、ガスタービン29と同軸上に連結される場合もあるし、ガスタービン29とは異なる負荷(不図示)と連結される場合もある。高中圧タービン1は蒸気発生部で発生した蒸気で駆動し、高中圧タービン1を駆動した蒸気は、例えば覆水器等によって水として回収されて再び蒸気発生部に供給される。そして、ガスタービン29から排出されたガスを熱源として蒸気発生部で再び蒸気に変換される。他の構成は第1実施形態と同様である。
The high and
本実施形態においても、複数の非常用油ポンプ18を備えた非常用油ポンプシステム13を備えたことにより第1実施形態で得られる各効果が得られる。加えて、本実施形態においては次の各効果が得られる。
Also in the present embodiment, the effects obtained in the first embodiment can be obtained by including the emergency
(7)本実施形態のように、コンベンショナル発電設備に限らずコンバインドサイクル発電設備に対しても本発明は問題なく適用できる。要するに、本発明の適用対象は発電設備のタービンの軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給設備であり、タービンシステム等の態様は特別に限定されない。 (7) As in the present embodiment, the present invention can be applied to not only conventional power generation facilities but also combined cycle power generation facilities without problems. In short, the application target of the present invention is a lubricating oil supply facility that supplies lubricating oil to a turbine bearing of a power generation facility, and the aspect of the turbine system and the like is not particularly limited.
<その他>
本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除及び置換をすることも可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. For example, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
各実施形態において、非常用油ポンプシステム13が2つの非常用油ポンプ18を備えた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の本質的効果は、潤滑油供給装置60の非常用油ポンプ18の起動時間を短縮し、主油ポンプ14が作動不能に陥った場合にもタービンを円滑に停止させることができるということであり、この本質的効果を得る限りにおいては必ずしも非常用油ポンプ18の台数は2台に限定されるものではない。例えば、非常用油ポンプシステム13が3つ以上の非常用油ポンプ18を備え、それら非常用油ポンプ18の総容量が主油ポンプ14の容量以上となるように設定されてもよい。この場合には、主油ポンプ14の容量を賄う上で1台当たりの非常用油ポンプ18の容量をより小さくすることができ、起動時間の短縮及び消費電力の軽減の効果もさらに期待され得る。
In each embodiment, the case where the emergency
また、上記効果(2)を得るために、非常用油ポンプ18が必要時に自動的に起動する構成を例に挙げて説明したが、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、非常用油ポンプ18を手動で起動させる構成であってもよい。また、3つの圧力センサ21が設けられた構成を例に挙げて説明したが、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、圧力センサの設置数は限定されない。例えば、圧力センサ21の設置数は、2つ以下でもよいし、4つ以上でもよい。
Further, in order to obtain the above effect (2), the configuration in which the
1 高中圧タービン
2 低圧タービン
3 発電機
10 油タンク
11 主油ポンプシステム
12 補助油ポンプシステム
13 非常用油ポンプシステム
14 主油ポンプ
15 主油ポンプ駆動器(交流電動機)
16 補助油ポンプ
17 補助油ポンプ駆動器(交流電動機)
18 非常用油ポンプ
19 非常用油ポンプ駆動器(直流電動機)
20 制御装置
21 圧力センサ(圧力計)
24 アキュムレータ
33 直流電源
50、51 発電設備
60、61、62、63 潤滑油供給装置
70、71、72、73 発電プラント
DESCRIPTION OF
16 Auxiliary oil pump 17 Auxiliary oil pump driver (AC motor)
18 Emergency oil pump 19 Emergency oil pump driver (DC motor)
20 Control device 21 Pressure sensor (pressure gauge)
24
Claims (12)
前記潤滑油供給装置は、
前記潤滑油を貯蔵する油タンクと、
前記油タンクに貯蔵された前記潤滑油を前記軸受に供給する主油ポンプと、
前記油タンクに貯蔵された前記潤滑油を前記軸受に供給する複数の非常用油ポンプと、
前記複数の非常用油ポンプにそれぞれ接続された複数の非常用油ポンプ駆動器と、
前記複数の非常用油ポンプ駆動器の駆動源となる直流電源とを備えることを特徴とする発電プラント。 A power generation facility including a turbine, and a lubricant supply device that supplies lubricant to a bearing of the turbine,
The lubricating oil supply device includes:
An oil tank for storing the lubricating oil;
A main oil pump for supplying the lubricating oil stored in the oil tank to the bearing;
A plurality of emergency oil pumps for supplying the bearing with the lubricating oil stored in the oil tank;
A plurality of emergency oil pump drivers respectively connected to the plurality of emergency oil pumps;
A power plant comprising: a direct-current power source serving as a drive source for the plurality of emergency oil pump drivers.
前記複数の非常用油ポンプの総容量が前記主油ポンプの容量以上となることを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
The power plant, wherein a total capacity of the plurality of emergency oil pumps is greater than or equal to a capacity of the main oil pump.
前記主油ポンプに接続され、前記主油ポンプを駆動する主油ポンプ駆動器を備えることを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
A power plant comprising a main oil pump driver connected to the main oil pump and driving the main oil pump.
前記主油ポンプ駆動器は、交流電源により駆動することを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 3,
The main oil pump driver is driven by an AC power source.
前記主油ポンプ駆動器は、前記発電設備の出力の一部により駆動することを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 3,
The main oil pump driver is driven by a part of the output of the power generation facility.
前記主油ポンプ駆動器は、前記タービンの駆動軸に接続され、前記駆動軸を介して駆動することを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 3,
The main oil pump driver is connected to a drive shaft of the turbine and is driven through the drive shaft.
前記潤滑油を前記軸受に供給する補助油ポンプと、
前記補助油ポンプに接続され、交流電源により駆動する補助油ポンプ駆動器とを備えることを特徴とする発電プラント。 In the power plant according to claim 5 or 6,
An auxiliary oil pump for supplying the lubricating oil to the bearing;
A power plant comprising: an auxiliary oil pump driver connected to the auxiliary oil pump and driven by an AC power source.
前記軸受に供給される前記潤滑油の圧力を測定する圧力計と、
前記圧力計で測定された圧力が設定圧力を下回ると、前記複数の非常用油ポンプ駆動器に駆動信号を出力する制御装置とを備えたことを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
A pressure gauge for measuring the pressure of the lubricating oil supplied to the bearing;
A power plant comprising: a control device that outputs a drive signal to the plurality of emergency oil pump drivers when a pressure measured by the pressure gauge falls below a set pressure.
前記複数の非常用油ポンプの下流側に設けられたアキュムレータを備えることを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
A power plant comprising an accumulator provided downstream of the plurality of emergency oil pumps.
前記発電設備は、コンベンショナル発電設備であることを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
The power generation plant is a conventional power generation facility.
前記発電設備は、コンバインドサイクル発電設備であることを特徴とする発電プラント。 The power plant according to claim 1,
The power generation plant is a combined cycle power generation facility.
前記潤滑油供給装置は、前記潤滑油を貯蔵する油タンクと、前記油タンクに貯蔵された前記潤滑油を前記軸受に供給する主油ポンプと、前記潤滑油を前記軸受に供給する非常用油ポンプと、前記非常用油ポンプに接続された非常用油ポンプ駆動器と、前記非常用油ポンプ駆動器の駆動源となる直流電源とを備えた発電プラントの改造方法であって、
既存の前記非常用油ポンプ及び非常用油ポンプ駆動器に代えて、総容量が前記既存の非常用油ポンプの容量以上となる複数組の非常用油ポンプ及び非常用油ポンプ駆動器を設置することを特徴とする発電プラントの改造方法。 A power generation facility including a turbine, and a lubricating oil supply device that supplies lubricating oil to a bearing of the turbine,
The lubricating oil supply device includes an oil tank that stores the lubricating oil, a main oil pump that supplies the lubricating oil stored in the oil tank to the bearing, and an emergency oil that supplies the lubricating oil to the bearing. A power plant remodeling method comprising a pump, an emergency oil pump driver connected to the emergency oil pump, and a direct current power source serving as a drive source of the emergency oil pump driver,
In place of the existing emergency oil pump and emergency oil pump driver, a plurality of sets of emergency oil pumps and emergency oil pump drivers having a total capacity equal to or greater than the capacity of the existing emergency oil pump are installed. A power plant remodeling method characterized by the above.
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