JP2016125355A - Turbine cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、タービン冷却装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a turbine cooling device.
タービン冷却装置は、たとえば、点検等の際に、蒸気タービンを強制的に冷却するために用いられる。タービン冷却装置は、蒸気タービンの通常運転を停止した後に行うターニング運転において、タービンケーシングの内部に冷却空気を供給することによって、冷却を行う。 The turbine cooling device is used for forcibly cooling the steam turbine, for example, at the time of inspection or the like. The turbine cooling device performs cooling by supplying cooling air to the inside of the turbine casing in a turning operation performed after stopping the normal operation of the steam turbine.
タービン冷却装置は、たとえば、内部ケーシングと外部ケーシングとを含む二重構造のタービンケーシングにおいて、内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間、および、内部ケーシングの内部空間のそれぞれに冷却空気を供給する。ここでは、たとえば、タービンケーシングと、そのタービンケーシング内に収容されるタービンロータとの間の伸び差などの計測結果に基づいて、冷却空気の流量が調整される。 For example, in a turbine casing having a double structure including an inner casing and an outer casing, the turbine cooling device supplies cooling air to each of a space between the inner casing and the outer casing and an inner space of the inner casing. Here, for example, the flow rate of the cooling air is adjusted based on a measurement result such as a difference in elongation between the turbine casing and the turbine rotor accommodated in the turbine casing.
しかしながら、従来のタービン冷却装置においては、蒸気タービンを短時間で冷却することが困難な場合がある。このため、上記の伸び差や上記の温度差が、予め定めた範囲以外の状態になる場合がある。その結果、警報が発生する場合がある。 However, in the conventional turbine cooling device, it may be difficult to cool the steam turbine in a short time. For this reason, the elongation difference and the temperature difference may be in a state outside the predetermined range. As a result, an alarm may occur.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、蒸気タービンを短時間で冷却することを容易に実現可能な、タービン冷却装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a turbine cooling device that can easily realize cooling of a steam turbine in a short time.
実施形態のタービン冷却装置は、冷却空気供給部と制御部とを含み、タービンケーシングの内部にタービンロータを収容している蒸気タービンを冷却する。冷却空気供給部は、タービンケーシングの内部に冷却空気を供給する。制御部は、ターニング運転中に冷却空気供給部の動作を制御する。ここでは、制御部は、冷却空気供給部が冷却空気を予め定めた流量で供給するように冷却空気供給部の動作を制御する。その後、制御部は、タービンロータとタービンケーシングとの間の伸び差を計測した結果、および、タービンケーシングにおいて蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と当該蒸気室の外周面との温度差を計測した結果の少なくとも一方に基づいて冷却空気供給部の動作を制御する。 The turbine cooling device of the embodiment includes a cooling air supply unit and a control unit, and cools a steam turbine that houses a turbine rotor inside a turbine casing. The cooling air supply unit supplies cooling air to the inside of the turbine casing. The control unit controls the operation of the cooling air supply unit during the turning operation. Here, the control unit controls the operation of the cooling air supply unit so that the cooling air supply unit supplies the cooling air at a predetermined flow rate. After that, the control unit measured the difference in elongation between the turbine rotor and the turbine casing, and the inner peripheral surface of the steam chamber located at the inlet of the steam flow path through which the steam flows in the turbine casing and the outer periphery of the steam chamber. The operation of the cooling air supply unit is controlled based on at least one of the results of measuring the temperature difference with the surface.
実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
[A]構成
図1は、第1実施形態に係る蒸気タービンシステム1を模式的に示す図である。図1においては、蒸気タービン10へ冷却媒体として供給する冷却空気の流路を実線の矢印で示しており、蒸気タービン10に作動媒体として供給する蒸気の流路の一部については、適宜、省略している。
<First Embodiment>
[A] Configuration FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a
図1に示すように、蒸気タービンシステム1は、蒸気タービン10とタービン冷却装置50とを有する。
As shown in FIG. 1, the
[A−1]蒸気タービン10
蒸気タービンシステム1において、蒸気タービン10は、高圧タービン11と中圧タービン12と第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とを含む。
[A-1]
In the
[A−1−1]高圧タービン11
蒸気タービン10のうち、高圧タービン11は、図1に示すように、蒸気導入部111a,111bと、蒸気排出部112とを有する。高圧タービン11において、蒸気導入部111a,111bは、主蒸気管F30a,F30bに接続されている。蒸気排出部112は、低温再熱蒸気管F11に接続されている。
[A-1-1] High-
Among the
蒸気タービン10において通常の運転が行われる際には、高圧タービン11は、ボイラ(図示省略)の過熱器(図示省略)で発生した蒸気が、主蒸気止め弁20と蒸気加減弁30とを順次介して、主蒸気管F30a,F30bを流れ、蒸気導入部111a,111bに作動媒体として流入する。ここでは、蒸気が分岐部J30bにおいて分岐して主蒸気管F30a,F30bを流れ、複数の蒸気導入部111a,111bのそれぞれに流入する。そして、高圧タービン11において、その蒸気は、仕事を行った後に、蒸気排出部112から低温再熱蒸気管F11へ排出される。
When normal operation is performed in the
図2は、第1実施形態に係る蒸気タービンシステム1において、高圧タービン11を示す断面図である。図2では、水平方向(x方向,y方向)のうち回転軸AXに沿った方向(x方向)と、鉛直方向(z方向)とによって規定される垂直面(xz面)の断面を示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the high-
図2に示すように、高圧タービン11は、タービンケーシング110とタービンロータ300とを有する。高圧タービン11は、多段式の軸流タービンであって、タービンケーシング110の内部において、静翼翼列401と動翼翼列402とを含むタービン段落400が回転軸AXに沿って複数並んでおり、複数のタービン段落400において蒸気が膨張し仕事を行うことによって、タービンロータ300が回転軸AXを中心にして回転する。高圧タービン11は、単流排気式であって、タービンロータ300の一端側に設けられた蒸気導入部111a,111bから、他端側に設けられた蒸気排出部112へ向かって蒸気が流れて排気されるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the high-
高圧タービン11のうち、タービンケーシング110は、たとえば、二重構造であって、内部ケーシング201と外部ケーシング202とを有する。
Of the high-
タービンケーシング110において、内部ケーシング201は、タービンロータ300の一部を内部に収容している。これと共に、内部ケーシング201は、静翼翼列401を内周面で支持している。静翼翼列401においては、複数の静翼がタービンロータ300の周方向において間を隔てて配置されている。内部ケーシング201は、内部ケーシング上半部211と内部ケーシング下半部212とを含み、両者を組み合わせることによって構成されている。
In the
タービンケーシング110において、外部ケーシング202は、内部ケーシング201を内部に収容している。外部ケーシング202は、外部ケーシング上半部221と外部ケーシング下半部222とを含み、両者を組み合わせることによって構成されている。
In the
タービンケーシング110において、蒸気導入部111a,111bは、第1蒸気入口部201a,201bと第2蒸気入口部202a,202bとを含む。
In the
第1蒸気入口部201a,201bは、内部ケーシング201の内部と外部との間を貫通する開口であって、内部ケーシング上半部211と内部ケーシング下半部212とのそれぞれに形成されている。
The first
第2蒸気入口部202a,202bは、外部ケーシング202の内部と外部との間を貫通する開口であって、外部ケーシング上半部221と外部ケーシング下半部222とのそれぞれに形成されている。
The second
第1蒸気入口部201a,201bと第2蒸気入口部202a,202bとのそれぞれは、タービンロータ300の径方向において同軸に並ぶように設けられており、両者の間には隙間が介在している。第1蒸気入口部201a,201bと第2蒸気入口部202a,202bとのそれぞれは、断面が円形な流路であって、互いがスリーブ500a,500bを介して接続されている。
The first
タービンケーシング110において、蒸気排出部112は、外部ケーシング202の内部と外部との間を貫通する開口である。
In the
高圧タービン11のうち、タービンロータ300は、円柱形状の棒状体(シャフト)であって、タービンロータ300に設置された動翼翼列402と共に、回転軸AXに沿った軸方向に流れる作動流体Fによって回転するように構成されている。ここでは、タービンロータ300は、回転軸AXが水平方向(x方向)に延在しており、タービンケーシング110を貫通している。タービンロータ300は、一端部と他端部とのそれぞれが軸受(図示省略)に回転可能に支持されている。タービンロータ300は、外周面において、動翼翼列402を支持している。動翼翼列402においては、複数の動翼がタービンロータ300の周方向において間を隔てて配置されている。
Among the high-
高圧タービン11は、上記の他に、第1の管状体250aと第2の管状体250bとを有する。第1の管状体250aと第2の管状体250bとのそれぞれは、直線状の管状体であって、タービンロータ300の径方向に沿って管軸が延在するようにタービンケーシング110に設置されている。ここでは、第1の管状体250aと第2の管状体250bとのそれぞれは、外部ケーシング202に形成された貫通孔113a,113b、および、内部ケーシング201に形成された貫通孔114a,114bに挿入されている。
In addition to the above, the high-
具体的には、第1の管状体250aは、たとえば、バランスプラグ(図示省略)が取付けられるバランスプラグ取付管である。第1の管状体250aは、外部ケーシング上半部221に形成された貫通孔113aと、内部ケーシング上半部211に形成された貫通孔114aとのそれぞれに挿入されることによって支持されている。
Specifically, the first
これに対して、第2の管状体250bは、内部に熱電対(図示省略)を収容する熱電対保護筒である。第2の管状体250bは、外部ケーシング下半部222に形成された貫通孔113bと、内部ケーシング下半部212に形成された貫通孔114bとのそれぞれに挿入されることによって支持されている。
On the other hand, the 2nd
図3は、第1実施形態に係る蒸気タービンシステム1において、第1の管状体250aを示す図である。図3では、回転軸AXに沿った方向(x方向)を視線にしたときの様子を示している。
FIG. 3 is a diagram showing the first
図3に示すように、第1の管状体250aは、冷却空気放出口H250aが形成されている。冷却空気放出口H250aは、タービンロータ300の回転軸AX(x方向)に沿って貫通するように、第1の管状体250aに形成されている。冷却空気放出口H250aは、複数であって、第1の管状体250aの管軸(図3ではz方向)に沿って並んでいる。第2の管状体250bも、第1の管状体250aと同様に、冷却空気放出口H250b(図2参照)が形成されている。
As shown in FIG. 3, the first
詳細については後述するが、蒸気タービンシステム1においてターニング運転が行われるときには、本実施形態では、高圧タービン11は、タービン冷却装置50(図1参照)から冷却空気が供給されて冷却される。ここでは、その供給された冷却空気は、蒸気導入部111a,111bを介して、内部ケーシング201の内部に流入する。そして、その流入した冷却空気は、内部ケーシング201の内部を流れた後に、蒸気排出部112から外部へ排出される。つまり、高圧タービン11のタービンケーシング110において作動媒体として蒸気が流れる蒸気流路を、冷却空気が流れる。
Although details will be described later, when the turning operation is performed in the
これと共に、本実施形態では、タービン冷却装置50から供給される冷却空気が、第1の管状体250aに形成された冷却空気放出口H250a、および、第2の管状体250bに形成された冷却空気放出口H250bを介して、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ流入する。そして、その冷却空気は、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間を流れた後に、蒸気排出部112から外部へ排出される。つまり、高圧タービン11を構成するタービンケーシング110の内部のうち蒸気流路の外部に位置する空間を、冷却空気が流れる。
At the same time, in the present embodiment, the cooling air supplied from the
なお、高圧タービン11は、上記の他に、タービンロータ300とタービンケーシング110との間の伸び差を計測する伸び差計測部(図示省略)が設置されている。伸び差計測部は、たとえば、ポテンショメータであって、タービンケーシング110に設置されている。伸び差計測部は、たとえば、タービンロータ300のセンサーターゲットと伸び差計測部との間の間隙を検知することによって、伸び差を計測するように構成されている。伸び差計測部において計測された伸び差の結果は、実測データD10として、タービン冷却装置50へ出力される。
In addition to the above, the high-
また、高圧タービン11は、タービンケーシング110を構成する内部ケーシング201の内部においてタービン段落が配置された蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と、その蒸気室の外周面との温度差(蒸気室内外面メタル温度差)を計測する温度差計測部(図示省略)が設置されている。温度差計測部は、たとえば、熱電対を含む温度センサであって、熱電対保護筒である第2の管状体250bに収容されている。温度差計測部(図示省略)において、熱電対は、たとえば、タービンケーシング110を構成する内部ケーシング201の内周面の温度を検知すると共に、内部ケーシング201の外周面の温度を検知することによって、上記の温度差を計測するように、複数が設置されている。温度差計測部において計測された温度差の結果は、実測データD10として、タービン冷却装置50へ出力される。
Further, the
[A−1−2]中圧タービン12
蒸気タービン10のうち、中圧タービン12は、図1に示すように、蒸気導入部121と蒸気排出部122a,122bとを有する。中圧タービン12において、蒸気導入部121は、高温再熱蒸気管F40に接続されており、蒸気排出部122a,122bは、クロスオーバ管F12a,F12bに接続されている。
[A-1-2]
Among the
蒸気タービン10において通常の運転が行われる際には、中圧タービン12は、高圧タービン11から排出された蒸気が、再熱蒸気組合せ弁40を介して、高温再熱蒸気管F40を流れ、蒸気導入部121に流入する。高圧タービン11から排出された蒸気は、ボイラ(図示省略)の再熱器(図示省略)で再び加熱された後に、中圧タービン12に作動媒体として流入する。その蒸気は、中圧タービン12において仕事を行った後に、蒸気排出部122a,122bからクロスオーバ管F12a,F12b,F12cへ排出される。
When normal operation is performed in the
図1から判るように、中圧タービン12は、複流排気式であって、タービンロータ(図示省略)の回転軸に沿った方向において、中央部分に設けられた蒸気導入部121から、一端側に設けられた蒸気排出部122a、および、他端側に設けられた蒸気排出部122bへ向かって蒸気が流れて排気される。
As can be seen from FIG. 1, the
図示を省略しているが、中圧タービン12は、高圧タービン11と同様に、多段式の軸流タービンであって、タービンケーシング(図示省略)の内部においては、複数のタービン段落(図示省略)が回転軸に沿って複数並んでいる。
Although not shown, the
中圧タービン12のタービンケーシングは、高圧タービン11と同様に、たとえば、二重構造であって、内部ケーシング(図示省略)と外部ケーシング(図示省略)とを有する。内部ケーシングは、タービンロータを内部に収容している。内部ケーシングは、内部ケーシング上半部(図示省略)と内部ケーシング下半部(図示省略)とを含み、両者を組み合わせることによって構成されている。外部ケーシングは、内部ケーシングを内部に収容している。外部ケーシングは、外部ケーシング上半部(図示省略)と外部ケーシング下半部(図示省略)とを含み、両者を組み合わせることによって構成されている。
The turbine casing of the
中圧タービン12において、蒸気導入部121は、内部ケーシング下半部および外部ケーシング下半部を貫通する開口であって、内部ケーシングの内部に蒸気を導入する流路である。蒸気排出部122a,122bは、外部ケーシング上半部の内部と外部との間を貫通する開口であって、内部ケーシングの内部から流出した蒸気を外部へ排出する流路である。
In the
中圧タービン12は、図1に示すように、上記の他に、複数の貫通孔123a,123b,124a,124bが設けられている。複数の貫通孔123a,123b,124a,124bは、外部ケーシング下半部を貫通するように形成されている。ここでは、複数の貫通孔123a,123b,124a,124bは、タービンロータの回転軸に沿った方向において間を隔てて並ぶように配置されている。つまり、中央部分から一端側に向かって複数の貫通孔123a,124aが並んでいると共に、中央部分から他端側に向かって複数の貫通孔123b,124bが並んでいる。
As shown in FIG. 1, the
詳細については後述するが、蒸気タービンシステム1においてターニング運転が行われるときには、本実施形態では、中圧タービン12は、高圧タービン11と同様に、タービン冷却装置50から冷却空気が供給されて冷却される。ここでは、冷却空気は、蒸気導入部121を介して、内部ケーシングの内部に流入する。そして、その流入した冷却空気は、内部ケーシングの内部を流れた後に、蒸気排出部122a,122bから外部へ排出される。
Although details will be described later, when the turning operation is performed in the
これと共に、本実施形態では、タービン冷却装置50から供給される冷却空気が、複数の貫通孔123a,123b,124a,124bを介して、内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間へ流入する。そして、その冷却空気は、内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間を流れた後に、蒸気排出部122a,122bから外部へ排出される。
At the same time, in the present embodiment, the cooling air supplied from the
なお、中圧タービン12は、高圧タービン11の場合と同様に、上記の他に、タービンロータとタービンケーシングとの間の伸び差を計測する伸び差計測部(図示省略)が設置されている。また、中圧タービン12は、タービンケーシングの内部において蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内部と、その蒸気室の外部との温度差を計測する温度差計測部(図示省略)が設置されている。伸び差計測部において計測された、タービンロータ300とタービンケーシング110との伸び差の結果、および、温度差計測部において計測された蒸気室の内部と外部との温度差の結果は、実測データD10として、タービン冷却装置50へ出力される。
In addition to the above, the intermediate-
[A−1−3]第1低圧タービン13,第2低圧タービン14
蒸気タービン10のうち、第1低圧タービン13は、図1に示すように、蒸気導入部131と蒸気排出部132a,132bとを有する。第1低圧タービン13において、蒸気導入部131は、クロスオーバ管F12cに接続されており、蒸気排出部132a,132bは、配管部F13a,F13bに接続されている。
[A-1-3] First low-
Among the
第2低圧タービン14は、第1低圧タービン13と同様に、蒸気導入部141と蒸気排出部142a,142bとを有する。第2低圧タービン14において、蒸気導入部141は、クロスオーバ管F12aに接続されており、蒸気排出部142a,142bは、配管部F14a,F14bに接続されている。
Similar to the first low-
蒸気タービン10において通常の運転が行われる際には、第1低圧タービン13、および、第2低圧タービン14は、中圧タービン12から排出された蒸気が、クロスオーバ管F12a,F12b,F12cを流れ、蒸気導入部131,141に作動媒体として流入する。ここでは、クロスオーバ管F12a,F12b,F12cにおいては、中圧タービン12から排出された蒸気が、合流点J12aで合流した後に、分岐点J12bにおいて分岐して、第1低圧タービン13の蒸気導入部131と、第2低圧タービン14の蒸気導入部141とのそれぞれに流入する。その蒸気は、第1低圧タービン13、および、第2低圧タービン14において仕事を行った後に、蒸気排出部132a,132b,142a,142bから排出される。第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれにおいて排出された蒸気は、復水器60へ流入し、凝縮される。
When normal operation is performed in the
図1から判るように、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれは、中圧タービン12と同様に、複流排気式であって、タービンロータ(図示省略)の回転軸に沿った方向において、中央部分に設けられた蒸気導入部131,141から、一端側に設けられた蒸気排出部132a,142a、および、他端側に設けられた蒸気排出部132b,142bへ向かって蒸気が流れて排気される。
As can be seen from FIG. 1, each of the first low-
図示を省略しているが、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれは、高圧タービン11、および、中圧タービン12と同様に、多段式の軸流タービンであって、タービンケーシング(図示省略)の内部においては、複数のタービン段落(図示省略)が回転軸に沿って複数並んでいる。
Although not shown, each of the first low-
詳細については後述するが、蒸気タービンシステム1においてターニング運転が行われるときには、本実施形態では、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれは、高圧タービン11および中圧タービン12と同様に、タービン冷却装置50から冷却空気が供給されて冷却される。ここでは、冷却空気は、蒸気導入部131,141を介して、タービンケーシングの内部に流入する。そして、その流入した冷却空気は、タービンケーシングの内部を流れた後に、蒸気排出部132a,132b,142a,142bから外部へ排出される。
Although details will be described later, when the turning operation is performed in the
[A−2]タービン冷却装置50
蒸気タービンシステム1において、タービン冷却装置50は、図1に示すように、冷却空気供給部51と制御部52とを含み、蒸気タービン10を冷却するように構成されている。
[A-2]
In the
[A−2−1]冷却空気供給部51
タービン冷却装置50のうち、冷却空気供給部51は、送風部511と冷却空気配管系統512とを有する。冷却空気供給部51は、蒸気タービンの通常運転を停止した後に行うターニング運転において、送風部511が送風した冷却空気を、冷却空気配管系統512を介して、蒸気タービン10のタービンケーシングの内部に供給することによって、蒸気タービン10を強制的に冷却する。
[A-2-1] Cooling
Of the
本実施形態では、冷却空気供給部51は、高圧タービン11のタービンケーシング110(図2参照)の内部に冷却空気を供給する。ここでは、冷却空気供給部51は、高圧タービン11の内部ケーシング201の内部に冷却空気を供給すると共に、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ冷却空気を供給する。
In the present embodiment, the cooling
また、冷却空気供給部51は、中圧タービン12のタービンケーシング110(図示省略)の内部に冷却空気を供給する。ここでは、冷却空気供給部51は、中圧タービン12の内部ケーシング(図示省略)の内部に冷却空気を供給すると共に、内部ケーシングと外部ケーシング(図示省略)との間の空間へ冷却空気を供給する。
The cooling
さらに、冷却空気供給部51は、第1低圧タービン13のタービンケーシング(図示省略)の内部に冷却空気を供給すると共に、第2低圧タービン14のタービンケーシング(図示省略)の内部に冷却空気を供給する。
Further, the cooling
[A−2−1−1]送風部511
冷却空気供給部51のうち、送風部511は、たとえば、送風機(図示省略)を含む。
[A-2-1-1]
Of the cooling
送風部511においては、送風機が送風した空気が冷却空気として冷却空気配管系統512へ送られる。
In the
[A−2−1−2]冷却空気配管系統512
冷却空気供給部51のうち、冷却空気配管系統512は、複数の配管部F51,F511〜F514,F521〜F525,F13a,F13b,F14a,F14bと、複数の手動弁V51,V511〜V514,V521〜V525,V13a,V13b,V14a,V14bと、複数の自動弁M51,M511,M521〜M523とを含む。
[A-2-1-2] Cooling
Among the cooling
冷却空気配管系統512において、複数の配管部F51,F511〜F514,F521〜F525,F13a,F13b,F14a,F14bのそれぞれは、送風部511で送風された冷却空気が流れる流路であって、配管を用いて構成されている。
In the cooling
配管部F51(第1配管部)は、一端が送風部511に連結されており、他端が主蒸気管F30aの連結点J30aに連結されている。配管部F51は、一端から他端へ向かって、複数の連結点J51a〜J51dが順次設けられている。配管部F51において、他端と、最も他端側に設けられた連結点J51dとの間には、一端から他端へ向かって、自動弁M51と手動弁V51とが順次設置されている。
One end of the piping part F51 (first piping part) is connected to the
配管部F511(第2配管部)は、配管部F51(第1配管部)において最も他端側に設けられた連結点J51dに、一端が接続されている。そして、配管部F511は、高圧タービン11の貫通孔113aに、他端が連結されている。配管部F511は、一端と他端との間に連結点J511が設けられている。配管部F511において、一端と連結点J511との間には、自動弁M511が設置されている。また、配管部F511において、他端と連結点J511との間には、手動弁V511が設置されている。
One end of the piping part F511 (second piping part) is connected to a connection point J51d provided on the most other end side in the piping part F51 (first piping part). And the other end of the piping part F511 is connected to the through
配管部F512(第3配管部)は、配管部F511(第2配管部)の連結点J511に、一端が接続されている。そして、配管部F512は、高圧タービン11の貫通孔113bに、他端が連結されている。配管部F512において、一端と他端との間には、手動弁V512が設置されている。
One end of the pipe part F512 (third pipe part) is connected to a connection point J511 of the pipe part F511 (second pipe part). The other end of the pipe part F512 is connected to the through
配管部F513(第4配管部)は、低温再熱蒸気管F11の連結点J11に、一端が連結されている。配管部F513は、一端と他端との間に連結点J513が設けられている。配管部F513において、一端と他端との間には、手動弁V513が設置されている。手動弁V513は、閉止されている。 One end of the pipe part F513 (fourth pipe part) is connected to the connection point J11 of the low-temperature reheat steam pipe F11. The pipe part F513 is provided with a connection point J513 between one end and the other end. In the piping part F513, the manual valve V513 is installed between one end and the other end. The manual valve V513 is closed.
配管部F514(第5配管部)は、配管部F513(第4配管部)の連結点J513に、一端が接続されている。そして、配管部F514は、他端が外部に開放されている。配管部F514は、一端から他端へ向かって、複数の連結点J514a〜J514dが順次設けられている。配管部F514において、一端と、最も一端側に設けられた連結点J514aとの間には、手動弁V514が設置されている。 One end of the pipe part F514 (fifth pipe part) is connected to a connection point J513 of the pipe part F513 (fourth pipe part). And the other end of the piping part F514 is open to the outside. The pipe portion F514 is provided with a plurality of connection points J514a to J514d sequentially from one end to the other end. In the piping part F514, the manual valve V514 is installed between one end and the connection point J514a provided on the most end side.
配管部F521(第6配管部)は、配管部F51(第1配管部)において他端側から2番目に設けられた連結点J51cに、一端が接続されている。そして、配管部F521は、高温再熱蒸気管F40の連結点J40に、他端が接続されている。配管部F51において、一端と他端との間には、一端から他端へ向かって、自動弁M521と手動弁V521とが順次設置されている。 One end of the piping part F521 (sixth piping part) is connected to a connection point J51c provided second from the other end side in the piping part F51 (first piping part). And the other end of the piping part F521 is connected to the connection point J40 of the high-temperature reheat steam pipe F40. In the piping part F51, between one end and the other end, an automatic valve M521 and a manual valve V521 are sequentially installed from one end to the other end.
配管部F522(第7配管部)は、配管部F51(第1配管部)において他端側から3番目に設けられた連結点J51bに、一端が接続されている。そして、配管部F522は、中圧タービン12の貫通孔124aに、他端が接続されている。配管部F522は、一端と他端との間に連結点J522が設けられている。配管部F522において、一端と連結点J522との間には、自動弁M522が設置されている。また、配管部F522において、他端と連結点J522との間には、手動弁V522が設置されている。
One end of the piping part F522 (seventh piping part) is connected to a connection point J51b provided third from the other end side in the piping part F51 (first piping part). The other end of the piping part F522 is connected to the through
配管部F523(第8配管部)は、配管部F51(第1配管部)において最も一端側に設けられた連結点J51aに、一端が接続されている。そして、配管部F523は、中圧タービン12の貫通孔123aに、他端が接続されている。配管部F523は、一端と他端との間に連結点J523が設けられている。配管部F523において、一端と連結点J523との間には、自動弁M523が設置されている。また、配管部F523において、他端と連結点J523との間には、手動弁V523が設置されている。
One end of the piping part F523 (eighth piping part) is connected to the connection point J51a provided on the most end side in the piping part F51 (first piping part). The other end of the piping part F523 is connected to the through
配管部F524(第9配管部)は、配管部F522(第7配管部)の連結点J522に、一端が接続されている。そして、配管部F524は、中圧タービン12の貫通孔124bに、他端が接続されている。配管部F524は、一端と他端との間に、手動弁V524が設置されている。
One end of the pipe part F524 (the ninth pipe part) is connected to a connection point J522 of the pipe part F522 (the seventh pipe part). The other end of the piping part F524 is connected to the through
配管部F525(第10配管部)は、配管部F523(第8配管部)の連結点J523に、一端が接続されている。そして、配管部F525は、中圧タービン12の貫通孔123bに、他端が接続されている。配管部F525は、一端と他端との間に、手動弁V525が設置されている。
One end of the pipe part F525 (tenth pipe part) is connected to a connection point J523 of the pipe part F523 (eighth pipe part). The other end of the piping part F525 is connected to the through
配管部F13a(第11配管部)は、第1低圧タービン13の蒸気排出部132aに一端が接続されている。そして、配管部F13aは、配管部F514(第5配管部)において最も一端側に設けられた連結点J514aに、他端が接続されている。配管部F13aは、一端と他端との間に、手動弁V13aが設置されている。
One end of the pipe part F13a (the eleventh pipe part) is connected to the
配管部F13b(第12配管部)は、第1低圧タービン13の蒸気排出部132bに一端が接続されている。そして、配管部F13bは、配管部F514(第5配管部)において一端側から2番目に設けられた連結点J514bに、他端が接続されている。配管部F13bは、一端と他端との間に、手動弁V13bが設置されている。
One end of the pipe part F13b (the twelfth pipe part) is connected to the
配管部F14a(第13配管部)は、第2低圧タービン14の蒸気排出部142aに一端が接続されている。そして、配管部F14aは、配管部F514(第5配管部)において一端側から3番目に設けられた連結点J514cに、他端が接続されている。配管部F14aは、一端と他端との間に、手動弁V14aが設置されている。
One end of the piping part F <b> 14 a (13th piping part) is connected to the
配管部F14b(第14配管部)は、第2低圧タービン14の蒸気排出部142bに一端が接続されている。そして、配管部F14bは、配管部F514(第5配管部)において最も他端側に設けられた連結点J514dに、他端が接続されている。配管部F14bは、一端と他端との間に、手動弁V14bが設置されている。
One end of the pipe part F <b> 14 b (14th pipe part) is connected to the
詳細については後述するが、冷却空気配管系統512において、配管部F51(第1冷却空気供給部)は、高圧タービン11のタービンケーシング110のうち、内部ケーシング201の内部に冷却空気を供給するときに用いられる。配管部F511,F512(第2冷却空気供給部)は、高圧タービン11のタービンケーシング110のうち、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ冷却空気を供給するときに用いられる。
Although details will be described later, in the cooling
冷却空気配管系統512において、配管部F521(第1冷却空気供給部)は、中圧タービン12のタービンケーシングのうち、内部ケーシングの内部に冷却空気を供給するときに用いられる。配管部F522〜F525(第2冷却空気供給部)は、中圧タービン12のタービンケーシングのうち、内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間へ冷却空気を供給するときに用いられる。
In the cooling
また、図示を省略しているが、冷却空気配管系統512において、自動弁M51,M511,M521〜M523のそれぞれは、制御部52が出力する制御信号CTL52を受信し、その制御信号CTL52に応じて、弁の開度が自動的に調整されるように構成されている。たとえば、自動弁M51,M511,M521〜M523のそれぞれは、アクチュエータを含み、そのアクチュエータが制御信号CTL52に応じて弁体と弁座との間の距離を変動させる。
Although not shown, in the cooling
[A−2−1]制御部52
タービン冷却装置50のうち、制御部52は、蒸気タービンの通常運転を停止した後に行うターニング運転において、冷却空気供給部51の動作を制御するように構成されている。制御部52は、演算器(図示省略)とメモリ装置(図示省略)とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行う。これにより、制御部52は、冷却空気供給部51の各部に制御信号CTL52を出力し、各部の動作を制御する。
[A-2-1]
In the
具体的には、制御部52は、送風部511に制御信号CTL52を出力することによって、送風部511の動作を制御する。また、制御部52は、冷却空気配管系統512の自動弁M51,M511,M521〜M523に制御信号CTL52を出力することによって、自動弁M51,M511,M521〜M523の動作を制御する。
Specifically, the
上記したように、制御部52は、伸び差の結果、および、温度差の結果が実測データD10として蒸気タービン10から入力される。そして、制御部52は、その入力された実測データD10を用いて、制御信号CTL52を出力する。
As described above, the
[B]動作
以下より、蒸気タービン10の通常運転を停止した後に行うターニング運転において、タービン冷却装置50が蒸気タービン10を強制的に冷却するときの動作について説明する。
[B] Operation Hereinafter, an operation when the
蒸気タービン10を強制的に冷却する強制冷却運転を行うときには、タービン冷却装置50においては、強制冷却運転を行う指令を制御部52が受け、制御信号CTL52を冷却空気供給部51に出力する。そして、その制御信号CTL52に基づいて、冷却空気供給部51が冷却空気を蒸気タービン10のタービンケーシングの内部に供給する。
When the forced cooling operation for forcibly cooling the
冷却空気供給部51においては、送風部511が送風した冷却空気を、冷却空気配管系統512を介して、蒸気タービン10のタービンケーシングの内部に供給する。冷却空気配管系統512においては、複数の手動弁V51,V511〜V512,V514,V521〜V525,V13a,V13b,V14a,V14bの全てが開けられた状態で、複数の自動弁M51,M511,M521〜M523の弁開度が制御信号CTL52に基づいて調整され、複数の配管部F51,F511〜F514,F521〜F525,F13a,F13b,F14a,F14bを冷却空気が流れる。なお、上記のうち、配管部F13a,F13b,F14a,F14bにおいては、第1低圧タービン13、または、第2低圧タービン14を通過した冷却空気の一部が流れる。残りの空気は、第1低圧タービン13、または、第2低圧タービン14を通過後に、復水器60に流れ、真空破壊弁V60を介して外部へ放出される。
In the cooling
図4は、第1実施形態に係る蒸気タービンシステム1において、タービン冷却装置50が蒸気タービン10を冷却するときの動作の概要を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of an operation when the
[B−1]第1ステップ(ST1)
図4に示すように、蒸気タービン10を強制的に冷却する強制冷却運転を行うときには、まず、予め定めた流量で冷却空気の供給を行う。
[B-1] First step (ST1)
As shown in FIG. 4, when performing a forced cooling operation for forcibly cooling the
本実施形態においては、予め定めた流量は、蒸気タービン10の各部が最適な状態になるように事前に数値計算を行うことによって求めた流量である。具体的には、予め定めた流量は、蒸気タービン10においてタービンロータ(図2の符号300など)とタービンケーシング(図2の符号110など)との間の伸び差、および、蒸気タービン10のタービンケーシング(図2の符号110など)の内部において蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内部と、その蒸気室の外部との温度差が所定時間において設定範囲になるように、数値計算で求められた流量である。
In the present embodiment, the predetermined flow rate is a flow rate obtained by performing numerical calculation in advance so that each part of the
本ステップでは、冷却空気供給部51が冷却空気を予め定めた流量で蒸気タービン10に所定時間供給するように、制御部52が冷却空気供給部51の動作を制御する(図1参照)。つまり、冷却空気供給部51においては、制御部52が複数の自動弁M51,M511,M521〜M523のそれぞれの弁開度を調整することによって、蒸気タービン10の各部に、予め定めた流量の冷却空気を配分して供給する。
In this step, the
本実施形態では、タービン冷却装置50は、高圧タービン11に予め定めた流量の冷却空気を供給し、高圧タービン11を冷却する。
In the present embodiment, the
この場合には、冷却空気供給部51において、送風部511が送風した冷却空気は、冷却空気配管系統512の配管部F51を流れた後に、主蒸気管F30a,F30bを介して、高圧タービン11の蒸気導入部111a,111bに流入する。冷却空気は、自動弁M51によって、予め定められた流量で蒸気導入部111a,111bに流入する(図1参照)。その蒸気導入部111a,111bに流入した冷却空気は、タービンケーシング110のうち、内部ケーシング201の内部を流れた後に、蒸気排出部112から外部へ排出される(図2参照)。すなわち、高圧タービン11のタービンケーシング110において作動媒体として蒸気が流れる蒸気流路に、予め定められた流量の冷却空気が供給される。
In this case, in the cooling
これと共に、送風部511が送風した冷却空気は、冷却空気配管系統512の複数の配管部F51,F511,F512を流れた後に、高圧タービン11に形成された貫通孔113a,113bを介して高圧タービン11の内部に流入する。冷却空気は、自動弁M511によって、予め定められた流量で貫通孔113a,113bを介して高圧タービン11の内部に流入する(図1参照)。高圧タービン11の貫通孔113a,113bは、第1の管状体250a、および、第2の管状体250bが設置されており、冷却空気は、第1の管状体250aに形成された冷却空気放出口H250a、および、第2の管状体250bに形成された冷却空気放出口H250bを介して、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ流入する(図2参照)。そして、その冷却空気は、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間を流れた後に、蒸気排出部112から外部へ排出される。つまり、高圧タービン11を構成するタービンケーシング110の内部のうち、蒸気流路の外部に位置する空間に、予め定められた流量の冷却空気が供給される。
At the same time, the cooling air blown by the
高圧タービン11の蒸気排出部112から排出された冷却空気は、低温再熱蒸気管F11を流れる。低温再熱蒸気管F11を流れる冷却空気は、一部が外部へ放出され、他の一部が連結点J11において配管部F513へ流れる。その配管部F513を流れる冷却空気は、連結点J513において配管部F514へ流れる。その配管部F514を流れる冷却空気は、外部へ放出される。
The cooling air discharged from the
上記の他に、本実施形態では、タービン冷却装置50は、中圧タービン12に予め定めた流量の冷却空気を供給し、中圧タービン12を冷却する。中圧タービン12に供給された冷却空気は、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれに排出され、第1低圧タービン13、および、第2低圧タービン14が冷却される。
In addition to the above, in this embodiment, the
この場合には、冷却空気供給部51において、送風部511が送風した冷却空気は、冷却空気配管系統512の複数の配管部F51,F521を流れた後に、高温再熱蒸気管F40を介して、中圧タービン12の蒸気導入部121に流入する。冷却空気は、自動弁M521によって、予め定められた流量で蒸気導入部121に流入する(図1参照)。その蒸気導入部121に流入した冷却空気は、図示を省略しているが、タービンケーシングのうち、内部ケーシングの内部を流れた後に、蒸気排出部122a,122bから外部へ排出される(図1参照)。すなわち、中圧タービン12のタービンケーシングにおいて作動媒体として蒸気が流れる蒸気流路に、予め定められた流量の冷却空気が供給される。
In this case, in the cooling
これと共に、送風部511が送風した冷却空気は、冷却空気配管系統512の複数の配管部F51,F522〜F525を流れた後に、中圧タービン12に形成された貫通孔123a,124a,123b,124bを介して中圧タービン12の内部に流入する。冷却空気は、自動弁M522,M523によって、予め定められた流量で貫通孔123a,124a,123b,124bを介して中圧タービン12の内部に流入する(図1参照)。貫通孔123a,124a,123b,124bに流入した冷却空気は、図示を省略しているが、タービンケーシングを構成する内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間へ流入する(図2参照)。そして、その冷却空気は、内部ケーシングと外部ケーシングとの間の空間を流れた後に、蒸気排出部122a,122bから外部へ排出される。つまり、中圧タービン12を構成するタービンケーシングの内部のうち、蒸気流路の外部に位置する空間に、予め定められた流量の冷却空気が供給される。
At the same time, the cooling air blown by the
中圧タービン12の蒸気排出部122a,122bから排出された冷却空気は、クロスオーバ管F12a,F12b,F12cを流れる。クロスオーバ管F12a,F12b,F12cを流れる冷却空気は、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれの内部に流入する。そして、その冷却空気は、第1低圧タービン13と第2低圧タービン14とのそれぞれの内部を流れた後に、第1低圧タービン13の蒸気排出部132a,132b、および、第2低圧タービン14の蒸気排出部142a,142bから排出される。
Cooling air discharged from the
第1低圧タービン13の蒸気排出部132a,132bから排出された冷却空気の一部は、配管部F13a,F13bを流れた後に、連結点J514a,J514bにおいて配管部F514に流入する。同様に、第2低圧タービン14の蒸気排出部142a,142bから排出された冷却空気の一部は、配管部F14a,F14bを流れた後に、連結点J514c,J514dにおいて配管部F514に流入する。そして、その配管部F514を流れる冷却空気は、外部へ放出される。
A part of the cooling air discharged from the
[B−2]第2ステップ(ST2)
つぎに、図4に示すように、実測データに応じて、冷却空気の流量について調整を行う(ST2)。
[B-2] Second step (ST2)
Next, as shown in FIG. 4, the flow rate of the cooling air is adjusted according to the actual measurement data (ST2).
ここでは、蒸気タービン10においてタービンロータ(図2の符号300など)とタービンケーシング(図2の符号110など)との間の伸び差を計測した結果に基づいて、制御部52が冷却空気供給部51の動作を制御する。これと共に、蒸気タービン10のタービンケーシング(図2の符号110など)の内部において蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内部と、その蒸気室の外部との温度差を計測した結果に基づいて、制御部52が冷却空気供給部51の動作を制御する。たとえば、上記の伸び差および温度差と、流量との間を関連付けたルックアップテーブルを用いて、制御部52が冷却空気供給部51の動作を制御する。
Here, in the
具体的には、上記の伸び差の計測結果によって、高圧タービン11のタービンロータ300が設定範囲よりも長い場合には、配管部F511を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M511の開度を調節する。つまり、タービンロータ300の温度よりもタービンケーシング110の温度が低くなった状態から、両者の温度が近付いた状態になるように、冷却空気の流量を調整する。
Specifically, when the
上記の伸び差の結果によって、高圧タービン11のタービンロータ300が設定範囲よりも短い場合には、配管部F51を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M51の開度を調節する。つまり、タービンケーシング110の温度よりもタービンロータ300の温度が低くなった状態から、両者の温度が近付いた状態になるように、冷却空気の流量を調整する。
When the
さらに、上記の温度差の結果によって、内周面の温度が外周面の温度よりも低い場合には、配管部F51を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M51の開度を調節する。つまり、タービンケーシング110の温度よりもタービンロータ300の温度が低くなった状態から、両者の温度が近付いた状態になるように、冷却空気の流量を調整する。
Furthermore, the opening degree of the automatic valve M51 is adjusted so that the flow rate of the cooling air flowing through the piping part F51 is reduced when the temperature of the inner peripheral surface is lower than the temperature of the outer peripheral surface, as a result of the temperature difference. To do. That is, the flow rate of the cooling air is adjusted so that the temperature of the
中圧タービン12の場合についても、高圧タービン11の場合と同様に、冷却空気の流量を調整する。
Also in the case of the
[C]まとめ(作用,効果など)
以上のように、本実施形態では、タービン冷却装置50は、冷却空気供給部51と、ターニング運転中に冷却空気供給部51の動作を制御する制御部52とを備える。制御部52は、第1ステップ(ST1)において、冷却空気供給部51が冷却空気を予め定めた流量で供給するように冷却空気供給部51の動作を制御する。このため、本実施形態では、第1ステップ(ST1)において、蒸気タービン10の各部が最適な状態に近づくように冷却される。
[C] Summary (action, effect, etc.)
As described above, in the present embodiment, the
その後、本実施形態では、制御部52は、第2ステップ(ST2)において、タービンロータ(図2の符号300など)とタービンケーシング(図2の符号110など)との間の伸び差を計測した結果、および、タービンケーシング(図2の符号110など)において蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と当該蒸気室の外周面との温度差を計測した結果に基づいて冷却空気供給部51の動作を制御する。このため、本実施形態では、第1ステップにおいて、上記の伸び差、および、上記の温度差が、予め定めた範囲にないときに、第2ステップにおいて、上記の伸び差、および、上記の温度差を、予め定めた範囲にすることができる。
Thereafter, in the present embodiment, in the second step (ST2), the
したがって、本実施形態においては、蒸気タービン10を短時間に冷却することが可能であって、上記の伸び差や上記の温度差が予め定めた範囲内にある状態にすることができる。上記の伸び差や上記の温度差が所定範囲外になったときには警報が発生するが、本実施形態では、その警報の発生を防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、本実施形態のタービン冷却装置50は、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間において、冷却空気がタービンロータ300の回転軸AXに沿って流れるように構成されている。具体的には、上述したように、タービンロータ300の径方向に沿って延在する第1の管状体250a、および、第2の管状体250bを有する。第1の管状体250a、および、第2の管状体250bは、タービンロータ300の回転軸AXに沿うように貫通する冷却空気放出口H250a,H250bを含み、冷却空気が、当該冷却空気放出口H250a,H250bから、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ流れる(図2参照)。このため、本実施形態は、内部ケーシング201の内部と外部との間の温度差を緩和できるので、内部ケーシング201の熱応力の問題を解消することができると共に、蒸気タービン10の冷却を効率的に行うことが可能である。
Further, the
この他に、本実施形態では、第1の管状体250aは、たとえば、バランスプラグ(図示省略)が取付けられるバランスプラグ取付管である。また、第2の管状体250bは、たとえば、内部に熱電対(図示省略)を収容する熱電対保護筒である。第1の管状体250aは、冷却空気放出口H250aが形成されており、第2の管状体250bは、冷却空気放出口H250bが形成されている。このため、本実施形態では、容易な加工によって、冷却空気の供給を実現することができる。
In addition, in this embodiment, the 1st
[D]変形例
上記の実施形態では、第2ステップ(ST2)において、タービンロータ(図2の符号300など)とタービンケーシング(図2の符号110など)との間の伸び差を計測した結果、および、タービンケーシング(図2の符号110など)において蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と当該蒸気室の外周面との温度差を計測した結果の両者に基づいて、冷却空気供給部51の動作が制御される場合について説明したが、これに限らない。上記の伸び差と上記の温度差との少なくとも一方に応じて、冷却空気供給部51の動作を制御するように構成されていてもよい。
[D] Modified Example In the above embodiment, in the second step (ST2), the result of measuring the difference in elongation between the turbine rotor (
上記の実施形態の高圧タービン11においては、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間を流れた冷却空気が、内部ケーシング201の内部を流れる冷却空気に合流せずに、高圧タービン11から排気される場合ついて説明しているが、これに限らない。内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間を流れた冷却空気が、内部ケーシング201の内部を流れる冷却空気に合流した後に、高圧タービン11から排気されるように高圧タービン11が構成されていてもよい。
In the
上記の実施形態では、タービンケーシング110の内部においてタービン段落が配置された蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と、その蒸気室の外主面との温度差に基づいて、冷却空気供給部51の動作が制御される場合について説明したが、これに限らない。上半ケーシングと下半ケーシングとの温度差に基づいて、冷却空気供給部51の動作が制御するように構成されていてもよい。
In the above embodiment, cooling is performed based on the temperature difference between the inner peripheral surface of the steam chamber located at the inlet of the steam flow path in which the turbine stage is disposed inside the
上記の本実施形態では、第1の管状体250aがバランスプラグ取付管であって、第2の管状体250bが熱電対保護筒である場合について説明したが、これに限らない。第1の管状体250aをバランスプラグ取付管として利用しなくてもよい。同様に、第2の管状体250bを熱電対保護筒として利用しなくてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the first
<第2実施形態>
[A]構成
図5は、第2実施形態に係る蒸気タービンシステム1を模式的に示す図である。図5においては、図1と同様に、蒸気タービン10へ冷却媒体として供給する冷却空気の流路を実線の矢印で示している。
Second Embodiment
[A] Configuration FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a
図5に示すように、本実施形態の冷却空気供給部51において、冷却空気配管系統512は、第1実施形態(図1参照)の場合と異なり、一部の手動弁V51,V511,V512,V521,V522,V523,V524,V525が設置されていない。そして、自動弁M51,M511,M512,M521〜M525の数が、第1実施形態(図1参照)の場合よりも増えている。本実施形態は、上記の点、及び、関連する点を除き、第1実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において上記の実施形態の場合と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
As shown in FIG. 5, in the cooling
本実施形態では、蒸気タービン10において冷却空気が供給される複数の供給口のそれぞれに連結された各配管部F51,F511,F512,F521〜F525に、自動弁M51,M511,M512,M521〜M525が設置されている。
In the present embodiment, the automatic valves M51, M511, M512, M521 to M525 are connected to the pipe portions F51, F511, F512, F521 to F525 connected to the plurality of supply ports to which the cooling air is supplied in the
具体的には、自動弁M51は、配管部F51(第1配管部)において、他端(主蒸気管F30a側)と、最も他端側に設けられた連結点J51dとの間に設置されている。 Specifically, the automatic valve M51 is installed between the other end (the main steam pipe F30a side) and the connection point J51d provided on the other end side in the pipe part F51 (first pipe part). Yes.
自動弁M511は、配管部F511(第2配管部)において、他端(高圧タービン11の貫通孔113a側)と連結点J511との間に設置されている。
The automatic valve M511 is installed between the other end (the through
自動弁M512は、配管部F512(第3配管部)において、一端と他端(高圧タービン11の貫通孔113b側)と間に設置されている。
The automatic valve M512 is installed between one end and the other end (the through
自動弁M521は、配管部F521(第6配管部)において、一端と他端との間に設置されている。 The automatic valve M521 is installed between one end and the other end in the piping part F521 (sixth piping part).
自動弁M522は、配管部F522(第7配管部)において、他端(中圧タービン12の貫通孔124a側)と連結点J522との間に設置されている。
The automatic valve M522 is installed between the other end (the through-
自動弁M523は、配管部F523(第8配管部)において、他端(中圧タービン12の貫通孔123a側)と連結点J523との間に設置されている。
The automatic valve M523 is installed between the other end (the through-
自動弁M524は、配管部F524(第8配管部)において、一端と他端(中圧タービン12の貫通孔123b側)との間に設置されている。
The automatic valve M524 is installed between one end and the other end (on the through-
自動弁M525は、配管部F525(第9配管部)において、一端と他端(中圧タービン12の貫通孔124b側)との間に設置されている。
The automatic valve M525 is installed between one end and the other end (the through-
[B]動作
本実施形態において、蒸気タービン10を強制的に冷却する強制冷却運転を行うときには、第1実施形態の場合(図4参照)と同様に、まず、第1ステップ(ST1)において、予め定めた流量で冷却空気の供給を行う。つぎに、第2ステップ(ST2)において、実測データに応じて、冷却空気の流量について調整を行う(ST2)。
[B] Operation In this embodiment, when performing the forced cooling operation for forcibly cooling the
第2ステップ(ST2)において、上述した伸び差の結果によって、高圧タービン11のタービンロータ300が設定範囲よりも長い場合には、第1実施形態の場合と同様に、配管部F511を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M511,M512の開度を調節する。
In the second step (ST2), when the
これに対して、上記の伸び差の結果によって、高圧タービン11のタービンロータ300が設定範囲よりも短い場合には、配管部F51を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M51の開度を調節する。
On the other hand, when the
さらに、上述した温度差の結果によって、内周面の温度が外周面の温度よりも低い場合には、配管部F51を流れる冷却空気の流量が減少するように、自動弁M51の開度を調節する。 Furthermore, the opening degree of the automatic valve M51 is adjusted so that the flow rate of the cooling air flowing through the piping part F51 is reduced when the temperature of the inner peripheral surface is lower than the temperature of the outer peripheral surface, as a result of the temperature difference described above. To do.
中圧タービン12の場合についても、高圧タービン11の場合と同様に、冷却空気の流量を調整する。
Also in the case of the
[C]まとめ(作用,効果など)
本実施形態では、第1実施形態の場合と異なり、一部の手動弁V51,V511,V512,V521,V522,V523,V524,V525(図1参照)を設置せずに、その設置しなかった手動弁の機能を兼用するように、自動弁M51,M511,M512,M521,M522,M523,M524,M525を設置している。このため、装置の簡略化を容易に実現することができる。
[C] Summary (action, effect, etc.)
In this embodiment, unlike the case of the first embodiment, some manual valves V51, V511, V512, V521, V522, V523, V524, and V525 (see FIG. 1) were not installed and not installed. Automatic valves M51, M511, M512, M521, M522, M523, M524, and M525 are provided so as to function as manual valves. For this reason, simplification of the apparatus can be easily realized.
本実施形態では、上述したように、蒸気タービン10において冷却空気が供給される複数の供給口のそれぞれに連結された各配管部F51,F511,F512,F521〜F525に、自動弁M51,M511,M512,M521〜M525が設置されている。このため、本実施形態では、冷却を更に効率よく行うことができる。
In the present embodiment, as described above, the automatic valves M51, M511 are connected to the pipe portions F51, F511, F512, F521 to F525 connected to the plurality of supply ports to which the cooling air is supplied in the
<第3実施形態>
[A]構成
図6は、第3実施形態に係る蒸気タービンシステム1を模式的に示す図である。図6においては、図1と同様に、蒸気タービン10へ冷却媒体として供給する冷却空気の流路を実線の矢印で示している。
<Third Embodiment>
[A] Configuration FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a
図7は、第3実施形態に係る蒸気タービンシステム1において、高圧タービン11を示す断面図である。図7では、図2と同様に、水平方向(x方向,y方向)のうち回転軸AXに沿った方向(x方向)と、鉛直方向(z方向)とによって規定される垂直面(xz面)の断面を示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the high-
図6に示すように、本実施形態の高圧タービン11においては、貫通孔113bが設けられていない(図1参照)。そして、配管部F512および手動弁V512が設けられていない(図1参照)。また、図7に示すように、第2の管状体250bが設けられていない(図2参照)。本実施形態では、冷却空気供給部51は、第1実施形態(図2参照)の場合と異なり、冷却空気放出管600が設けられている。本実施形態は、上記の点、及び、関連する点を除き、第1実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において上記の実施形態の場合と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
As shown in FIG. 6, in the high-
本実施形態において、冷却空気放出管600は、図7に示すように、高圧タービン11においてタービンケーシング110の内部に設置されている。
In the present embodiment, the cooling
図8は、第1実施形態に係る蒸気タービンシステム1において、冷却空気放出管600と第1の管状体250aとを示す図である。図8では、図3と同様に、回転軸AXに沿った方向(x方向)を視線にしたときの様子を示している。
FIG. 8 is a diagram showing the cooling
図8に示すように、冷却空気放出管600は、タービンケーシング110の内部において、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間に設けられている。ここでは、冷却空気放出管600は、リング形状であって、内部ケーシング201の外周面を囲うように設置されている。
As shown in FIG. 8, the cooling
冷却空気放出管600は、図8に示すように、冷却空気が放出される冷却空気放出口H600が複数形成されている。複数の冷却空気放出口H600は、内部ケーシング201の外周面の周囲において等しい間隔で並ぶように形成されている。
As shown in FIG. 8, the cooling
冷却空気放出管600は、上部において、第1の管状体250aの下端部に連結されており、第1の管状体250aを流れる冷却空気が、複数の冷却空気放出口H600から放出される。その複数の冷却空気放出口のそれぞれから放出された冷却空気は、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ流れる。
The cooling
[B]まとめ(作用,効果など)
以上のように、本実施形態においては、冷却空気放出管600が設置されている。冷却空気放出管600は、複数の冷却空気放出口H600が、内部ケーシング201の外周面の周囲において等しい間隔で並ぶように形成されている。このため、本実施形態では、内部ケーシング201と外部ケーシング202との間の空間へ冷却空気を均等に供給することができる。
[B] Summary (action, effect, etc.)
As described above, the cooling
したがって、本実施形態においては、蒸気タービン10を短時間に冷却することが可能である。
Therefore, in the present embodiment, the
特に、本実施形態は、高圧タービン11においては、貫通孔113bを設けることができずに、第2の管状体250bを設置することが困難な場合に、好適である。
In particular, the present embodiment is suitable when the high-
<その他>
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
<Others>
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…蒸気タービンシステム、10…蒸気タービン、11…高圧タービン、12…中圧タービン、13…第1低圧タービン、14…第2低圧タービン、20…主蒸気止め弁、30…蒸気加減弁、40…再熱蒸気組合せ弁、50…タービン冷却装置、51…冷却空気供給部、52…制御部、110…タービンケーシング、201…内部ケーシング、202…外部ケーシング、211…内部ケーシング上半部、212…内部ケーシング下半部、221…外部ケーシング上半部、222…外部ケーシング下半部、250a…第1の管状体、250b…第2の管状体、300…タービンロータ、500a,500b…スリーブ、511…送風部、512…冷却空気配管系統、600…冷却空気放出管
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記タービンケーシングの内部に冷却空気を供給する冷却空気供給部と、
ターニング運転中に前記冷却空気供給部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記冷却空気供給部が前記冷却空気を予め定めた流量で供給するように前記冷却空気供給部の動作を制御した後に、前記タービンロータと前記タービンケーシングとの間の伸び差を計測した結果、および、前記タービンケーシングにおいて蒸気が流れる蒸気流路の入口に位置する蒸気室の内周面と当該蒸気室の外周面との温度差を計測した結果の少なくとも一方に基づいて前記冷却空気供給部の動作を制御することを特徴とする、
タービン冷却装置。 A turbine cooling device for cooling a steam turbine that houses a turbine rotor inside a turbine casing,
A cooling air supply unit for supplying cooling air into the turbine casing;
A control unit for controlling the operation of the cooling air supply unit during the turning operation,
The control unit controls an operation of the cooling air supply unit so that the cooling air supply unit supplies the cooling air at a predetermined flow rate, and then determines an elongation difference between the turbine rotor and the turbine casing. The cooling is based on at least one of the measurement result and the result of measuring the temperature difference between the inner peripheral surface of the steam chamber located at the inlet of the steam flow path through which steam flows in the turbine casing and the outer peripheral surface of the steam chamber. Controlling the operation of the air supply unit,
Turbine cooling device.
前記タービンロータを内部に収容する内部ケーシングと、
前記内部ケーシングを内部に収容する外部ケーシングと
を有し、
前記冷却空気供給部は、
前記内部ケーシングの内部に前記冷却空気を供給する第1冷却空気供給部と、
前記内部ケーシングと前記外部ケーシングとの間の空間に前記冷却空気を供給する第2冷却空気供給部と
を有し、
前記制御部は、前記第1冷却空気供給部および前記第2冷却空気供給部が前記冷却空気を予め定めた流量で供給するように前記第1冷却空気供給部および前記第2冷却空気供給部の動作を制御した後に、前記伸び差を計測した結果と前記温度差を計測した結果との少なくとも一方に基づいて前記第1冷却空気供給部および前記第2冷却空気供給部の動作を制御する、
請求項1に記載のタービン冷却装置。 The turbine casing is
An inner casing that houses the turbine rotor;
An outer casing for accommodating the inner casing therein,
The cooling air supply unit
A first cooling air supply unit for supplying the cooling air into the inner casing;
A second cooling air supply unit that supplies the cooling air to a space between the inner casing and the outer casing;
The control unit is configured to control the first cooling air supply unit and the second cooling air supply unit so that the first cooling air supply unit and the second cooling air supply unit supply the cooling air at a predetermined flow rate. After controlling the operation, the operation of the first cooling air supply unit and the second cooling air supply unit is controlled based on at least one of the result of measuring the elongation difference and the result of measuring the temperature difference.
The turbine cooling device according to claim 1.
請求項2に記載のタービン冷却装置。 In the space between the inner casing and the outer casing, the cooling air supplied by the second cooling air supply unit is configured to flow along the rotation axis of the turbine rotor.
The turbine cooling device according to claim 2.
を有し、
前記管状体は、前記タービンロータの回転軸に沿うように貫通する冷却空気放出口を含み、前記第2冷却空気供給部が供給した前記冷却空気が、当該冷却空気放出口から、前記内部ケーシングと前記外部ケーシングとの間の空間へ流れる、
請求項3に記載のタービン冷却装置。 A tubular body extending along the radial direction of the turbine rotor,
The tubular body includes a cooling air discharge port penetrating along the rotation axis of the turbine rotor, and the cooling air supplied by the second cooling air supply unit is connected to the inner casing from the cooling air discharge port. Flowing into the space between the outer casing,
The turbine cooling device according to claim 3.
第1の管状体と、
第2の管状体と
を有し、
前記第1の管状体および前記第2の管状体のそれぞれは、前記冷却空気放出口が形成されている、
請求項4に記載のタービン冷却装置。 The tubular body is
A first tubular body;
A second tubular body,
Each of the first tubular body and the second tubular body is formed with the cooling air discharge port.
The turbine cooling device according to claim 4.
を含み、
前記冷却空気放出管は、前記冷却空気が放出される冷却空気放出口が複数形成されており、当該複数の冷却空気放出口が前記内部ケーシングの外周面の周囲において等しい間隔で並んでおり、前記第2冷却空気供給部が供給した前記冷却空気が、当該複数の冷却空気放出口のそれぞれから、前記内部ケーシングと前記外部ケーシングとの間の空間へ流れる、
請求項3に記載のタービン冷却装置。 A cooling air discharge pipe installed so as to surround the outer peripheral surface of the inner casing,
The cooling air discharge pipe has a plurality of cooling air discharge ports from which the cooling air is discharged, and the plurality of cooling air discharge ports are arranged at equal intervals around the outer peripheral surface of the inner casing, The cooling air supplied by the second cooling air supply unit flows from each of the plurality of cooling air discharge ports to a space between the inner casing and the outer casing;
The turbine cooling device according to claim 3.
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